Visión humana

He referido a la visión humana en varias entradas, en Argumento de ignorancia mostré ilusiones ópticas, a las que el Doctor Neil de Grasse Tyson dice deberíamos llamar "fallos cerebrales", porque eso es lo que son, fallos en la percepción humana. "Somos aparatos procesadores de información defectuoso, por eso tenemos la ciencia, porque tenemos máquinas a las que no les interesa que le dijeron esta mañana, si tomo cafeína o no, ... dará datos correctos."

Volví sobre el tema en Ilusión y Realidad donde apunte que el Doctor Martínez Otero dice: Investigamos estas ilusiones ópticas para comprender cual es el mecanismo que el cerebro utiliza para interpretar el mundo. Agregaba: Estos pequeños trucos son capaces de confundir a nuestro cerebro y hacernos percibir la realidad de una manera distorsionada.

También comentaba que: "nuestro cerebro recibe información incompleta, el mundo se refleja en nuestra retina en dos dimensiones, al tiempo que proporciona información limitada en origen". En otra parte decía: "El cerebro funciona de una manera estadística, no puede analizar toda la información de ahí afuera, ha aprendido a extraer lo más relevante en cada situación y, a partir de esos paquetes de información, extrapola y saca conclusiones."

En Ilusiones ópticas - cómo vemos referí a eso, según el neurocientífico Beau Lotto, fundador de Lottolab, un estudio de arte híbrido y laboratorio de ciencias, entiende que el cerebro evolucionó para ver lo que resultó útil para ver.

Agregaba: "Los colores nos dicen que nuestro cerebro no se desarrolló en realidad para ver el mundo de la manera que es, no podemos. En cambio, el cerebro se desarrolló para ver el mundo de la manera que fue útil verlo en el pasado. Y la manera en que vemos es redefiniendo continuamente la normalidad."

Dice también Lotto: Vemos aprendiendo a ver. El cerebro desarrolló los mecanismos para encontrar modelos, relaciones de información y para asociar esas relaciones, con el significado conductual, un significado para interactuar con el mundo.

Todas estas entradas refieren a la visión desde la perspectiva del cerebro, aquí quiero bajar un poco la referencia y comenzar con lo elemental, los ojos. Para comenzar habría que decir que, el globo ocular es un órgano extensión del cerebro, de forma esférica, bastante perfecta excepto en casos de patologías.

Su diámetro es de unos 24 mm; en los hipermétropes es ligeramente más chico, y en los miopes por lo contrario es mayor. El diámetro varía con la edad, ya que en el momento de nacer es de unos 17 mm.

Para conocer de forma somera el ojo humano y su funcionamiento, te invito a ver el siguiente vídeo.

Para una descripción más completa y detallada, te invito a ver este sitio, donde se describen cada uno de sus componentes y sus funciones. De todo ello extraigo aquello que para mi es más significativo, por ejemplo, si ambos ojos están sanos y alineados, tendrán igual acceso a los centros visuales en el cerebro, el que integrará la imagen captada por cada uno, e integrada en una sola, en un proceso que se conoce como fusión, proceso del que no se tiene un acabado conocimiento y si muchas teorías.

La capacidad de fusionar tiene una consecuencia importante para el individuo: mediante la estereopsis podemos ver en tres dimensiones, con una real sensación de profundidad, es decir, podemos discriminar dos puntos separados espacialmente (en el sentido adelante-atrás). Lo más increíble es que tenemos 200 millones de receptores con solo un millón de cables. Esto es porque el nervio óptico descarta información.

Otra cosa a tener en cuenta es, que nuestros ojos son una extensión del cerebro y son digitales, ya que los neurotransmisores usan un código binario: el receptor se excita por la luz o no se excita, y el haz que lleva la información, del receptor al cerebro, transmite o no transmite. No hay términos medios. Ceros y unos. Con lo cual, si el cerebro recibe un millón de cables por ojo, cada cable en cada instante sólo puede dar una de las dos informaciones posibles (transmite o no transmite). No se puede interpolar la información intermedia, con lo que veríamos el mundo pixelado.

Los procesos y fenómenos que implican la visión binocular son muy complejos frente a la visión monocular, pero sus ventajas son muchas. Con solamente dos, justifican esta complejidad evolutiva: una mayor amplitud del campo visual, y la estereopsis o percepción de los volúmenes, distancias y profundidades, que además, representa un enorme cambio en la visión a nivel cualitativo, proporcionando un sistema mucho más preciso y con mejor calidad perceptual en la evaluación de las distancias. Puede comprobarse este punto observando cualquier estereogramas en la web (puedes ampliar aquí sobre este tema).

Ahora, tengamos en cuenta que la estimación de las distancias no se realiza de forma absoluta, sino que se establece con relación al punto de fijación. La calidad de esta percepción mejora, cuando las distancias al objeto van disminuyendo, hasta un cierto límite. La máxima calidad se da en las distancias accesibles, con el brazo extendido. Este hecho se explica porque, la sensación de profundidad, se basa fundamentalmente, en las diferencias existentes entre las imágenes captadas por ambas retinas, de forma que cuanto más cercano está el objeto, mayores diferencias existen.

En este sentido, y dado que las disparidades surgen por la diferente posición de los dos ojos en una línea horizontal, las diferencias que puedan producirse entre las dos imágenes en sentido vertical, no producen estereopsis aunque tampoco la impiden.

Los estímulos luminosos que percibe el organismo provienen de la función visual, que discrimina las formas y colores, enfoca a distintas distancias y se adapta a diferentes grados de iluminación. Mediante la visión binocular y la fusión se obtiene la visión en profundidad o en relieve (estereopsis), o sea la visión tridimensional.

Las formas se aprecian por la diferencia de iluminación de los distintos sectores de la imagen proyectada (sensibilidad al contraste). Esta variedad de estímulos impresiona los fotorreceptores (conos y bastones) en forma desigual, lo que permite la captación de esas diferencias.

La visión cromática es una sensación que aparece en algunos de los organismos más evolucionados y que está a cargo de los conos. En la zona macular se observan los colores más brillantes dentro de la gama rojo-amarillo, mientras que en la retina periférica se perciben los azules.

Hasta hace poco se suponía que los conos veían los colores y los bastoncillos la luz, sin embargo hoy la teoría más aceptada (que se llama de Young-Helmholtz) o tricrómica explica los tres tipos de receptores para los colores principales: rojo, verde y azul. Es decir que nuestros ojos en la zona macular es RGB como Dios manda y en la periferia es monocromática como la TV de antes de 1980. De hecho cuando hay poca luz es muy difícil distinguir colores.

Young y Helmholtz descubrieron esto observando a discromatópsicos (el que ve los colores de distinta forma) como quien escribe, que tenemos el espectro corrido o directamente los hay ciegos a uno o la totalidad de los colores.

Las alteraciones de alguno o de todos los conos producen anomalías o falta de visión de los colores. Pueden ser acromatopsias, (que quiere decir falta de visión de los colores). Los protánopes no ven el rojo, los deuteránopes no ven el verde y los triptánopes el azul o el violeta; pueden ser congénitas (rojo/verde o daltonismo) o adquiridas (por lo general no se percibe el azul/amarillo).

He presentado muy sucintamente lo referente al ojo y la visión humana, lo cual será útil para comprender la complejidad inherente al desarrollo de la visión artificial, parte integrante del conjunto de investigaciones para el desarrollo de la inteligencia artificial, pero ese es tema de otra entrada.