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Experimento: Cómo tus Ojos Detectan el Color y el Movimiento

Tu cerebro y tus ojos trabajan juntos todos los días para crear la "visión". Pero, ¿cómo ocurre realmente? ¿Qué rol juegan en crear este percepción de lo que que te rodea? ¿Cómo se generan los colores, y como se captura el movimiento a través de este sistema visual? Sigue esta clase y descubre la respuesta a algunas de estas preguntas...y más.

Tiempo 1 hora
Dificultad Intermedia

¿Qué vas a aprender?

En esta clase descubrirás cómo tu cerebro interactúa con tu sistema visual. El experimento te mostrará cómo este sistema visual detecta e interpreta el movimiento y el color.

Prácticos Requeridos

Equipo


Antecedentes

La luz es la clave para la visión. Los fotones emitidos por una fuente de luz rebotan en los objetos y, finalmente, llegan a tus ojos! Cuando un fotón llega al ojo pasa a través de la córnea transparente y luego a travé del lente que refracta y enfoca la luz hacia la retina, donde la luz es detectada selectivamente y absorbida por células fotorreceptoras especiales: los conos y bastones. Una vez que estos fotorreceptores transforman la luz en una señal eléctrica, los nervios llevan la señal a tu cerebro, donde ocurren procesos muy complejos y sorprendentes que discutiremos en un experimento posterior.

¿Dónde comienza realmente la visión? La mejor respuesta sería decir en los fotorreceptores de la retina, los bastones y los conos. La retina, que constituye la parte posterior de cada ojo, está recubierta con aproximadamente ¡90 millones de bastones y 4,5 millones de conos! Estos fotorreceptores reciben sus nombres en gran medida por su forma, y no por sus descubridores (No existen un doctor bastón, ni menos un doctor cono). Sin embargo, en 1935 el Dr. Osterberg contó por primera vez 120 millones de bastones y 6 millones de conos, pero en 1990 ese número se actualiz� con los avances en microscopía.

Tus bastones y conos trabajan bien en conjunto, y eso es bueno para ti. Ambos tienen diversas funciones, capacidades y ubicación en la retina. Los bastones muy buenos para detectar movimiento, especialmente en situaciones de poca luz. Lamentablemente, no pueden percibir colores o el enfoque muy bien. Por suerte, los conos tienen una alta agudeza visual respecto al color y se centran muy bien, especialmente en condiciones de mucho brillo. La mayoría de tus conos se centran alrededor de o en la fóvea misma, que es una pequeña depresión en el centro de la retina. Cuando enfocas tus ojos, por ejemplo para leer o hacer un experimento, la luz que entra al ojo se centra fundamentalmente en la fóvea. La fóvea se compone de alrededor de treinta mil conos especializados que son ligeramente más pequeños que los otros conos. También existen diferentes subtipos de conos: cada uno afinado para absorber mejor una parte diferente del espectro de luz visible: longitud de onda corta (azul), media (verde) y larga (rojo).

A continuación se muestran imágenes de la retina como si estuvieras frente a ella. Cada imagen representa una parte diferente de la retina. Se divide en tres imágenes para facilitar su visualizaci�n, pero en la realidad, las tres imágenes se solaparían. ¿½Podrías determinar cual retina estás viendo? ¿Es la retina izquierda la derecha? ¿Cómo puedes saberlo?

El disco/nervio óptico no tiene bastones ni conos, porque que ya está lleno de nervios que viajan al cerebro. Las arterias suministran sangre fresca y nutrientes al ojo. La fóvea no tiene bastones, pero está llena de conos.

¿Cómo logran los bastones y conos transformar la luz en señales eléctricas? Usan unas proteínas especiales, llamadas opsinas, que convierten los fotones absorbidos por los conos y bastones en señales electroquímicas específicas que son enviadas al nervio óptico y, finalmente, al cerebro. Este proceso se llama Fototransducción y la visión humana tiene cuatro tipo esenciales de opsinas: uno para los bastones y tres para los conos. En los fotorreceptores (los conos y bastones), las opsinas están unidas a la vitamina A (que se encuentra en las zanahorias). La vitamina A actúa como una molécula que absorbe luz; después de absorber la luz su estructura molecular cambia y se separa de la opsina. Al ocurrir esta separación, la opsina genera una señal eléctrica por un proceso bioquímico muy complejo conocido como el ciclo visual.

Ahora que tienes una base de anatomía/fisiología ocular, vas a realizar un experimento con un amigo tuyo. Este experimento ilustrará las diferentes especialidades de tus fotorreceptores, así como su ubicación a lo largo de tu retina.

Materiales

Para este experimento vas a necesitar:

  1. Cartel de cartulina blanca, tamañoo estándar (28 pulgadas x 22 pulgadas)
  2. Regla de 30 cm
  3. Marcador Sharpie
  4. Un palo o trozo de madera de 30 cm
  5. Cinta adhesiva
  6. Recortes de cartulina (al menos 3 colores diferentes) del tamaño de una moneda de 10 pesos

Procedimiento

Para hacer el cartel:

  1. Comienza usando un lápiz y una regla para marcar el centro de la cartulina (0 grados), hazlo cerca del borde superior. También, usa el lápiz para hacer un pequeño punto en el centro por encima de la marca de 0 º.
  2. Dibuja una línea de izquierda a derecha desde la marca de 0 º, hasta el final de la cartulina.
  3. A continuación, utilizando una regla, marca 10 grados, luego 20 grados y así hasta llegar a 120 grados. Haz esto a la izquierda y a la derecha de la marca de 0 º. Asegúrate de usar una cartulina de las dimensiones correctas (28 pulgadas X 22 pulgadas). De esa manera cada 10 grados = 1 pulgada, como se ilustra a continuación.

Para construir los palos:

  1. Recorta círculos de cartulina (del diámetro de una moneda de 10 pesos), por lo menos de 3 colores.
  2. Usando cinta adhesiva y pega un círculo al final de un palo, y haz esto para los tres palos.

Ahora que ya tienes listos los materiales, tu grupo está listo. Uno de los miembros será el sujeto en estudio y sostendrá la cartulina y el otro va a registrar los datos. Harán este experimento dos veces, para que ambos puedan jugar cada rol. A continuación te entregamos la tabla que vas a utilizar para registrar tus datos:

Pasos del Experimento:

  1. El sujeto experimental sostiene la cartulina en frente suyo, mientras la dobla alrededor de su cara, de modo que los extremos se alineen con sus oídos y quede a unos 30 cm de distancia de su cara. Sus ojos deben estar al nivel del punto de fijación.
  2. El sujeto experimental debe enfocarse en el punto negro que tiene en frente.
  3. El experimentador (tú) elige uno de los palos, y no debe decirle al sujeto experimental el color seleccionado. Empezando en los 120 grados, mueve el palo lentamente hacia el centro, hacia los 0 grados. Detente cuando el sujeto note el palo. Crea una nota mental del ángulo y sigue moviendo el palo hasta que el sujeto te diga el color que ve. Anota ambos resultados.
  4. Repite para el otro lado (izquierdo o derecho), pero asegúrate de usar un palo de color diferente.
  5. Intercambien lugares y completen el experimento. Recuerda que el sujeto nunca debe saber el color del palo que estás usando.

Preguntas para Considerar

  1. ¿Por qué el movimiento de palo se detecta mucho antes de detectar el color?
  2. ¿Por qué existe la creencia general que vemos el color a través del campo visual y no sólo en una pequeña área enfocada, si en realidad sólo vemos los colores en el campo visual central?