Bastones y Conos

La retina contiene dos tipos de fotorreceptores, bastones y conos. Los bastones mas numerosos, unos 120 millones, son mas sensibles que los conos. Sin embargo no son sensibles al color. Los 6 a 7 millones de conos proveen la sensibilidad al color del ojo y están mas concentrados en la mancha amarilla central conocida como mácula. En el centro de esa región está la "central fóvea", un área de 0,3 mm de diámetro, libre de bastones y con una densa concentración de conos.

La evidencia experimental sugiere que entre los conos hay tres tipos diferentes en la recepción del color. Se han determinado curvas de respuestas para estos tres tipos de conos. Puesto que la percepción del color depende de la activación de estos tres tipos de células nerviosas, se deduce que el color visible se puede determinar en función de tres números llamados valores triestímulos. La percepción del color se ha modelado con éxito en términos de valores triestímulos y se ha mapeado en el diagrama de cromaticidad CIE.

Densidad de Bastones y Conos en la Retina

Los conos están concentrado en la central fóvea. Los bastones ausentes allí, se encuentran en otros lugares.

Las curvas de densidad de bastones y conos medidas en la retina muestran una enorme densidad de conos en la central fóvea. A ésta se le atribuye tanto la visión del color como la mas alta agudeza visual. El examen visual de los detalles pequeños, se realiza enfocando la luz de esos detalles sobre la central fóvea. Por otro lado los bastones están ausentes en la fóvea. A unos pocos grados fuera de ahí, su densidad se eleva a un alto valor y se esparce sobre una gran área en la retina. Estos bastones son los responsables de la visión nocturna, de nuestra detección del movimiento mas sensible, y de la visión periférica.

Referencias:

Anatomical distribution of rods and cones

Physiological principles for effective use of color

Rods and cones

Detalles de los Conos

Actualmente, se estima que los 6 a 7 millones de conos se pueden dividir en conos "rojos" (64%), conos "verdes" (32%), y conos "azules" (2%) basados en la curva de respuesta medida. Ellos proveen la sensibilidad del color del ojo. Los conos rojos y verdes están concentrados en la central fóvea. Los conos "azules" tienen la mas alta sensibilidad, se encuentran mayormente fuera de la fóvea, y lleva a algunas diferencias en la percepción azul del ojo.

Los conos son menos sensibles a la luz que los bastones, como se muestra en la típica comparación dia-noche. La visión diurna (visión de cono) se adapta mas rapidamente a los cambiantes niveles de luz, ajustándose a un cambio como salir del interior hacia afuera a la luz solar en pocos segundos. Como todas las neuronas, los conos "disparan" la producción del impulso eléctrico en la fibra nerviosa, y luego deben restablecerse para poderse "disparar" de nuevo. La adaptación de la luz se cree que ocurre, mediante el ajuste de este tiempo de reposición.

Los conos son los responsables de toda la visión de alta resolución. El ojo se mueve continuamente para mantener la luz del objeto de interés cayendo sobre la central fóvea donde reside el grueso de los conos.

Diferencias del Cono "Azul"

Los conos "azules" se identifican por el pico de su curva de respuesta de luz a unos 445 nm. Son únicos entre los conos, constituyen solamente en torno al 2% del número total, y se encuentran fuera de la central fóvea donde se concentran los conos rojos y verdes. Aunque son mucho mas sensibles a la luz que los conos rojos y verdes, no es suficiente para superar su desventaja en número. Sin embargo, la sensibilidad azul de nuestra percepción visual final, es comparable a la de los rojos y verdes, sugiriendo la existencia de un "amplificador azul" de alguna manera selectiva, en alguna parte del procesamiento visual en el cerebro.

La percepción visual de los objetos de un azul intenso, es menos clara que la percepción de los objetos de color rojo y verde. Esta reducción de la agudeza se atribuye a dos efectos. Primero, los conos azules están fuera de la fóvea, donde los conos compactos proporcionan la mas alta resolución. Toda nuestra visión más clara proviene de enfocar la luz en la fóvea. Segundo, el índice de refracción de la luz azul es suficientemente diferente de la roja y verde, que cuando están enfocadas, la azul está ligeramente fuera de foco (aberración cromática). Como un ejemplo "extrafalario" de este efecto de desenfoque, trátese de ver un holograma con una lámpara de vapor de mercurio. Se consiguen tres imágenes diferentes correspondientes a las líneas dominantes azul, naranja y verde del mercurio, pero la imagen azul aparece menos enfocada que las otras dos.

Detalles de los Bastones

Los bastones son los mas numerosos de los fotorreceptores, unos 120 millones, y son mas sensibles que los conos. Sin embargo, no son sensibles al color. Son responsables de nuestra adaptación a la oscuridad, o visión escotópica. Los bastones son unos fotorreceptores increiblemente eficientes. Mas de mil veces mas sensibles que los conos. Según unos informes, bajo condiciones óptimas, pueden ser disparados por fotones individuales. La visión óptima adaptada a la oscuridad, se obtiene despues de un periodo considerable de oscuridad, digamos 30 minutos o más, porque el proceso de adaptación de los bastones es mucho mas lento que el de los conos.

Con la visión diurna, la sensibilidad de los bastones se desplaza hacia longitudes de onda mas corta, de aquí el mayor brillo aparente de las hojas verdes con la luz del atardecer.

Mientras que la agudeza visual o la resolución visual es mucho mejor con los conos, los bastones son mejores sensores del movimiento. Como los bastones predominan en la visión periférica, esta es mas sensible a la luz, permitiéndonos ver objetos tenues en visión periférica. Si se ve una estrella tenue en nuestra visión periférica, puede desaparecer cuando se mira directamente, puesto que entonces estamos moviendo la imagen hacia la región fóvea rica en conos que es menos sensible a la luz. Se puede detectar mejor el movimiento con la visión periférica, puesto que es primariamente visión de bastones.

Los bastones emplean un fotopigmento sensitivo llamada rodsina.

¡Los Bastones no ven Rojo!

La respuesta de los bastones tienen un pico nítido con la luz azul; pero responden muy poco a la luz roja. Esto conduce a algunos fenómenos interesantes:

Rosa roja al atardecer: Con luz brillante, los conos que son sensibles al color son predominantes, y se puede ver una brillante rosa roja con hojas verdes mas tenues. Pero en el crepúsculo, los conos menos sensibles empiezan a "apagarse" por la oscuridad y la mayor parte de la visión viene de los bastones. Los bastones captan el verde de las hojas mas fuertemente que el rojo de los pétalos, de modo que ¡las hojas verdes se vuelven mas brillantes que los pétalos rojos!

El capitán del barco tiene luces de instrumentos rojas. Como los bastones no responden al rojo, el capitán puede conseguir una adaptación completa a la visión nocturna con la que puede ver icebergs y otros obstáculos externos. Sería un inconveniente examinar algo con luz blanca, incluso aunque fuera por un momento, porque la adaptación a la visión nocturna puede tardar hasta una media hora. La luz roja no lo estropea.

Estos fenómenos surgen de la naturaleza de la visión adaptada a la oscuridad dominada por los bastones llamada visión escotópica.