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» » » La ilusión óptica de Galileo explicada por la neurociencia

Referencia: LiveScience.com .
Por Tanya Lewis, 10 de febrero 2014

 Un objeto de color claro sobre un fondo oscuro parece más grande que un objeto oscuro sobre un fondo claro, pero hasta hace muy poco, nadie sabía por qué.

Una ilusión óptica hace que Venus (punto de abajo) parezca más grande que Júpiter (punto superior) contra el cielo nocturno. Crédito: Cory Poole.
Ahora, un estudio sugiere que la diferencia en cómo las células del cerebro responden a la luz y a la oscuridad podría explicar esta ilusión. Las neuronas que responden a los objetos luminosos pueden distorsionar los objetos más que las neuronas que responden a los objetos oscuros, posiblemente fuese una ventaja para nuestros antepasados, ya que necesitaban ver en condiciones de poca luz, como en la noche en la sabana africana.

La respuesta distorsionada a la luz incluso podría insinuar el por qué la lectura en condiciones de poca luz puede ser perjudicial para los ojos, especulaban los investigadores.

 "Cada vez que pensamos en la falta de definición de una imagen , solemos pensar en la óptica", dijo el Dr. José Manuel Alonso, neurocientífico del Colegio de Optometría de la Universidad Estatal de Nueva York, y director del estudio detallado de hoy (10 de febrero) en el journal Proceedings of the National Academy of Sciences. "Pero lo que estamos viendo aquí es que hay otro componente, las propias neuronas", dijo Alonso.

La observación de Galileo

Cuando el astrónomo italiano Galileo estaba haciendo sus observaciones de los planetas, notó algo extraño. A simple vista, el más brillante de los dos planetas, Venus, aparecía más grande que Júpiter, pero cuando se veía a través del telescopio, Júpiter era claramente mayor.

Galileo creía que la lente del ojo humano causaba esta "ilusión de irradiación". Pero el físico alemán Hermann von Helmholtz demostró que si la óptica del ojo humano eran la culpable, los objetos oscuros deberían estar distorsionados, tanto como los luminosos, y no era así.

En el nuevo estudio, Alonso y sus colegas usaron electrodos para registrar las señales eléctricas de las neuronas en las áreas visuales de unos gatos, monos y en humanos anestesiados; mostraron a los participantes humanos y animales formas oscuras sobre un fondo claro, formas claras sobre un fondo oscuro, o formas oscuras o claras sobre un fondo gris.

En esta ilusión, el cuadrado blanco sobre un fondo negro parece más grande que el cuadrado negro del mismo tamaño sobre un fondo blanco.
El sistema visual tiene dos canales principales: Las neuronas sensibles a las cosas claras son llamadas neuronas "ON", y las sensibles a las cosas oscuras se llaman neuronas "OFF". Los investigadores registraron los experimentos desde ambos tipos de neuronas.

Los científicos descubrieron que las neuronas OFF respondían de una manera predecible y lineal a las formas oscuras sobre fondos claros, es decir, cuanto más contraste hay entre un objeto claro u oscuro más activa están las neuronas. Pero las neuronas ON respondieron de manera desproporcionada a las formas claras sobre fondos oscuros, es decir, para una misma cantidad de contraste tenían una respuesta más grande.

La distorsión de las neuronas sensibles a la luz, finalmente, proporcionan una respuesta al rompecabezas de Galileo. Venus, un objeto claro sobre un fondo oscuro, aparece desproporcionadamente más grande que Júpiter, un objeto más distante y por tanto más oscuro.

Luz en la noche

La distorsión de la visión resulta de gran utilidad para los humanos, añadió Alonso, "porque cuando estás en un lugar muy oscuro te permite ver las pequeñas cantidades de luz. Esto sería de gran ayuda, por ejemplo, para alertar de los depredadores en la noche. Sin embargo, durante el día, los objetos más oscuros son visibles, por lo que es mejor que estos no se distorsionen.”

Los resultados del estudio sugieren que la distorsión en realidad puede suceder a nivel de los fotorreceptores, en las células sensibles a la luz de los ojos en sí mismos, en vez de más profundo en el cerebro. (Esto contrasta con la opinión de Galileo de que la lente del ojo era, de alguna manera, la responsable de la ilusión.)

Tener una respuesta más fuerte a la luz que a la oscuridad puede ser importante en el desarrollo de la visión de un bebé. Durante las primeras semanas después del nacimiento del bebé, su visión es borrosa, lo que daría lugar a una distorsión de luz-oscuridad.

Estos hallazgos también podrían ser un avance respecto a los problemas de comprensión de la visión. Los científicos creen que el desenfoque producido por las enfermedades como la miopía o falta de visión. "Ahora pensamos que el 'desenfoque neuronal' podría ser una parte importante de esta historia", señaló Alonso.

El desenfoque neuronal incluso podría apoyar la idea de que leer con poca luz es malo para los ojos de una persona, aunque eso es tema para otros estudios.


- Imagen 1. Una ilusión óptica hace que Venus (punto de abajo) parezca más grande que Júpiter (punto superior) contra el cielo nocturno. Crédito: Cory Poole.
- Imagen 2. En esta ilusión, el cuadrado blanco sobre un fondo negro parece más grande que el cuadrado negro del mismo tamaño sobre un fondo blanco.
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