domingo, 6 de marzo de 2011

Órganos de los sentidos II: la vista

La vista y los fotorreceptores

Cuando hablamos de fotorreceptores nos referimos a órganos sensoriales que pueden ser estimulados por radiación electromagnética. Sin embargo, la radiación electromagnética incluye una amplia gama de energías, desde las ondas de radio hasta los rayos gamma, dentro de las cuales solo percibimos (al menos a través de la vista) una pequeña parte. Esa región del espectro electromagnético es lo que denominamos luz.
En realidad, diferentes seres vivos percibimos la radiación electromagnética de modos distintos: la mayoría de los insectos son incapaces de percibir la luz roja, mientras que sí que perciben la radiación ultravioleta. En cambio algunas serpientes tienen unos receptores especiales que les permiten formar una imagen a partir de la radiación infrarroja.

Conos (células pequeñas) y bastones en la retina
Nuestros ojos son capaces de detectar dos características de la radiación electromagnética: la intensidad, es decir, la cantidad de luz que llega hasta ellos, y la frecuencia: nuestros ojos son capaces de distinguir entre luces de diferente frecuencia (o longitud de onda), dando lugar a la sensación que llamamos color. Estas dos características se perciben en el ojo gracias a dos tipos de células receptoras distintas: los bastones se ocupan de percibir la intensidad luminosa. Se activan incluso cuando reciben una pequeña cantidad de luz, pero solo son capaces de percibir si hay o no iluminación. Es decir, los bastones nos permiten ver incluso en condiciones de escasa iluminación, aunque no nos permiten distinguir colores ni formar imágenes en color. Por su parte, los conos solo son sensibles a ciertas longitudes de onda. En nuestro ojo hay tres tipos de conos: unos responden a la luz roja, otros a la verde y los terceros a la azul. La combinación de estas tres sensaciones da lugar a la visión en color. Los conos necesitan una gran cantidad de luz para llegar a estimularse, motivo por el cual somos incapaces de percibir el color cuando hay poca luz, como al anochecer o al amanecer. Ese es el sentido literal de la frase "de noche todos los gatos son pardos".

La estructura del ojo

Músculos del ojo
Los ojos son dos estructuras esféricas situadas en cavidades óseas, en la parte frontal del cráneo. Externamente se encuentran unidos a varios músculos que hacen posible su movimiento en todas las direcciones, aunque limitado en extensión. Los músculos de los dos ojos trabajan coordinadamente, y son controlados por un nervio llamado motor ocular común.

De la parte posterior del ojo arranca el nervio óptico, que lleva la información visual desde el ojo hasta la parte posterior del cerebro, donde se produce realmente la visión.

El ojo propiamente dicho está formado por varias estructuras:
  • Tres capas celulares concéntricas; de fuera a dentro son la esclerótica, la coroides y la retina.
  • Una lente, el cristalino.
  • Dos espacios rellenos de líquido: la cámara anterior queda por delante del cristalino, y está rellena por el humor acuoso, mientras que la cámara posterior, entre el cristalino y la retina, está ocupada por el humor vítreo. Los dos líquidos son transparentes, y permiten el paso de la luz a su través.

La capa más externa del ojo es la esclerótica, que tiene función protectora. Externamente presenta color blanco, excepto en su parte anterior, en la que se hace transparente para permitir el paso de la luz, recibiendo entonces el nombre de córnea. Bajo la esclerótica se encuentra la coroides, que tiene color rojo debido a la gran cantidad de vasos sanguíneos que posee. Su función es proporcionar nutrientes al resto de las estructuras del ojo. La parte anterior de la coroides se transforma en un músculo anular que deja en su centro un orificio de tamaño variable. El músculo es el iris, la parte coloreada del ojo, y el orificio es la pupila. Detrás de la pupila aparece el cristalino, una lente biconvexa que se sujeta a la coroides a través de un grupo de músculos llamados procesos ciliares. Entre la córnea y el cristalino queda la cámara anterior del ojo, rellena de un líquido transparente llamado humor acuoso. Por detrás del cristalino queda la cámara posterior del ojo, que está rellena de una gelatina también transparente denominada humor vítreo.
La capa más interna del ojo, en contacto con el humor vítreo, es la retina. En realidad tiene forma de copa, ya que no llega a la parte anterior del ojo (no recibiría luz de ningún lugar), y es la zona sensorial, la que recibe los estímulos luminosos y produce la respuesta. Dentro de la retina hay dos zonas interesantes: el punto ciego es el lugar donde nace el nervio óptico. En él no hay ni conos ni bastones, de modo que no percibe ninguna imagen.

Localiza tu punto ciego


Puedes localizar el punto ciego de tus ojos siguiendo estas sencillas instrucciones:
  1. Mira la imagen que aparece a continuación. Empieza por situarte a unos 50 cm de distancia.
  2. Cierra el ojo derecho o tápatelo.
  3. Mira fijamente el punto de la derecha con el ojo izquierdo. Deberías poder ver también la estrella con ese ojo.
  4. Sin dejar de mirar el punto, ve acercándote poco a poco a la pantalla. Cuando estés a unos 25 o 30 cm. dejarás de ver la estrella: ese es tu punto ciego.
  5. Repite el proceso con el otro ojo, pero ahora mirando la estrella hasta que dejes de ver el punto.
La otra zona de interés en la retina es la mancha amarilla, mácula o fóvea. Se trata de una zona redondeada y un poco hundida que posee muchos más receptores por centímetro cuadrado que el resto de la retina, lo que significa que es la zona de mayor agudeza visual. En condiciones normales, la imagen que vemos se forma precisamente en la fóvea.

La retina es una estructura muy compleja, formada por varias capas de células. Antes de que los conos y los bastones reciban la luz, ésta atraviesa completamente la retina y choca con su fondo, que es un epitelio oscuro, de modo que nuestros fotorreceptores realmente no reciben luz directa, sino reflejada.
Además de los conos y los bastones, la retina posee varios tipos de células nerviosas que participan en el proceso de la visión permitiéndonos, por ejemplo, reconocer patrones o interpretar adecuadamente el movimiento.

El funcionamiento del ojo

Nuestro ojo funciona según el principio de la cámara oscura, que también explica el modo en que trabajan las cámaras fotográficas analógicas (no las digitales): cuando la luz atraviesa un pequeño orificio, los rayos procedentes de un objeto se cruzan en él y siguen su camino hasta chocar con algún obstáculo. Si encuentran una superficie sensible a la luz, pueden dar lugar a la formación de una imagen, invertida respecto a la posición real del objeto. En el caso de nuestro ojo, el diafragma es la pupila. Igual que ocurre en las cámaras fotográficas o de vídeo la pupila regula la cantidad de luz que llega a la retina, abriéndose cuando la iluminación es escasa y cerrándose cuando es intensa, para evitar deslumbramientos.

El cristalino funciona como el objetivo de la cámara, permitiendo el enfoque de los objetos que miramos. Hay una diferencia fundamental entre nuestro cristalino y una lente, y es que nosotros no podemos acercar o alejar el cristalino del cuerpo que estamos mirando para enfocar. En vez de eso, lo que hacemos es cambiar el grosor del critalino, tensando o relajando los músculos que lo sujetan, de modo que cuando lo engrosamos (músculos relajados) enfocamos objetos cercanos, mientras que si lo hacemos más delgado podemos enfocar objetos alejados.

La retina es la parte del ojo sensible a la luz, equivalente a la película fotográfica en las cámaras analógicas, aunque se parece más al detector de las cámaras digitales. Sin embargo, la retina tiene características que las cámaras fotográficas solo están empezando a intuir; por ejemplo, los circuitos de neuronas que están conectadas a los conos y bastones nos permiten identificar patrones, aunque la imagen no esté completa, lo que constituye la base de muchas ilusiones ópticas. Es algo parecido al mecanismo que permite a ciertas cámaras digitales reconocer rostros.
Aunque la imagen se forme invertida en la retina, nuestro cerebro corrige su posición para reproducir fielmente la realidad.

Problemas visuales más habituales

Los problemas visuales más generalizados entre la población son la miopía, la hipermetropía y el astigmatismo. Los dos primeros tienen en común que se deben a problemas en el proceso de acomodación del cristalino, mientras que el astigmatismo se debe a irregularidades en la superficie del propio cristalino o de la córnea. Los tres pueden resolverse utilizando lentes, ya sean gafas o lentes de contacto, aunque también pueden solucioarse quirúrgicamente.

En la miopía los rayos de luz que se cruzan para formar la imagen lo hacen por delante de la retina, de modo que cuando llegan a la retina dan lugar a una imagen desenfocada. Los miopes ven bien los objetos cercanos, porque pueden engrosar su cristalino, pero no así los lejanos, porque no pueden relajar los músculos lo suficiente para hacerlo. La corrección de la miopía se hace utilizando lentes divergentes, que aumentan la distancia focal del ojo, haciendo que la imagen se forme exactamente en la retina.

En la hipermetropía ocurre exactamente lo contrario: la imagen enfocada se forma por detrás de la retina porque el cristalino es demasiado estrecho. Pasa lo mismo en la presbicia (vista cansada), aunque en este caso se debe a que los músculos que sujetan el cristalino han perdido fuerza. Los hipermétropes ven bien los objetos lejanos, pero no pueden enfocar bien los cercanos. La corrección se hace utilizando lentes convergentes.

Lente tórica, usada en el astigmatismo
El astigmatismo se produce porque la córnea o el cristalino presentan superficies irregulares, lo que hace que los rayos de luz sigan trayectorias diferentes según el punto donde incidan. La corrección necesita lentes tóricas, que sólo desvían los rayos de luz de una zona anular.

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