miércoles. 17.04.2024
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La luz no se ve, interactúa con la materia para que podamos ver pero la luz como tal no se ve

La luz, pese a estar presente de manera casi continua en nuestras vidas es una gran desconocida, se conoce poco su naturaleza, probablemente porque lo que hoy pensamos de ella es un conocimiento reciente, de hace poco más de un siglo.

Frente a la pregunta ¿la luz se ve? la mayoría se sorprendería, les parecería una pregunta aparentemente absurda pues parece que la luz por definición se tiene que ver. Pero la respuesta correcta es que la luz no se ve: basta con coger un simple puntero láser de los utilizados para señalar algo en una proyección y darse cuenta de que sólo se ve el punto rojo en la pantalla pero no la línea que debería ir desde el puntero hasta la pantalla. Y eso es porque la luz no se ve, interactúa con la materia para que podamos ver pero la luz como tal no se ve.

Desde el principio de los tiempos el fenómeno de la luz ha atraído la atención de muchos pensadores que se alinearon en dos escuelas opuestas: la que mantenía que los objetos enviaban algo que llegaba a nuestros ojos y de esa manera los veíamos y la que afirmaba que nuestros ojos emitían algo que tras chocar con los objetos regresaba a los ojos con información que permitía verlos.

Ambas teorías suscitaban muchas dudas ya que lo que fuera que salía de los ojos o de los objetos debería tener capacidad de recorrer grandes distancias rápidamente y trasladar información bastante completa del objeto, como su tamaño, forma y color. ¿Cómo era posible? Cuando se supo que los objetos del cielo estaban muy alejados de nosotros las dudas crecieron pues esas partículas debían viajar a través de un vacío.

Hubo que esperar trescientos años hasta que en el siglo pasado se aceptara esa doble naturaleza de la luz

La discusión entre esas dos teorías se prolongó durante varios siglos triunfando finalmente la tesis de que eran los objetos los que emitían algo que era captado por los ojos pero inmediatamente una nueva polémica se suscitó. ¿Qué era lo que se emitía? ¿Ondas o partículas? Ambos bandos contaron con defensores de prestigio porque había comportamientos de la luz característicos de las partículas y otros que solamente se podían explicar por la naturaleza ondulatoria de la luz. Hubo que esperar trescientos años hasta que en el siglo pasado se aceptara esa doble naturaleza de la luz pero muchos aspectos de la visión permanecieron sin explicar.

visionCuando hace un siglo se descubrió la estructura de la retina, que es la parte del ojo sensible a la luz se encontraron en la parte posterior de la retina unas células, los conos, sensibles a los colores rojo, verde y azul y entre los conos otras células, los bastones, mucho más sensibles a la luz que los conos pero que no distinguían los colores.

Parecería lógico que la luz llegara primero a los conos y bastones, que son los detectores de la imagen y después fuera a las neuronas para que procesaran la información y la transmitieran al cerebro y sin embargo comprobaron que antes de llegar a los conos y bastones la luz debía atravesar toda la retina y sus capas de neuronas. (En la imagen: Sección de la retina con sus capas).

Las dudas sobre la lógica de esta conexión extraña se han mantenido durante mucho tiempo sobretodo porque el anteponer las neuronas a los detectores de la luz se da en todos los vertebrados, lo que indica una estabilidad en la evolución hasta que en una reunión de la Sociedad Médica Americana (American Physical Society) se presentó una investigación que descubre que esta estructura consigue mejorar la visión.

Antes de continuar es preciso dar una pequeña explicación sobre unas células llamadas gliales y que juegan un papel en esta en apariencia innecesariamente compleja conexión. Las células gliales, de glue, goma en inglés, fueron descubiertas a mediados del siglo XIX y se les dio ese nombre porque rodean a las neuronas y las mantienen en su sitio y se encargan también de suministrarles nutrientes y oxígeno, aislar unas de otras, destruir patógenos y eliminar las neuronas muertas.

El verde y el rojo son concentrados de cinco a diez veces más por las células gliales en sus conos respectivos

Investigadores en Leipzig, (Alemania) encontraron que las células gliales que también se hayan en la retina y conectan los conos tienen una propiedad interesante: son esenciales para el metabolismo pero son también más densas que otras células en la retina. Esta mayor densidad en la retina y su correspondiente índice de refracción diferente se traducen en que las células gliales pueden guiar la luz de modo parecido a como lo hacen los cables ópticos.

Ante este descubrimiento, Erek Rybak y Amichai Labin, del Instituto de Tecnología de Israel (Israel Institute of Technology) crearon un modelo informático de la retina y mostraron que la conducción de las células gliales aumentaba la claridad de la visión porque los colores que se transmitían mejor a través de las células gliales eran el verde y el rojo, los más necesarios para la visión diurna pues el ojo normalmente recibe suficiente color azul.

Sucesivas simulaciones en ordenador mostraron que el verde y el rojo son concentrados de cinco a diez veces más por las células gliales en sus conos respectivos.

El resultado de la simulación era sorprendente y con la ayuda de colegas de la escuela de medicina Technion (Technion Medical School) se pusieron a comprobar si esta simulación era correcta observando cómo la luz atravesaba las retinas de cobayas. Al igual que los seres humanos, estos animales están activos durante el día y la estructura de su retina se conoce bien. Se hizo pasar luz a través de sus retinas a la vez que se escaneaba con un microscopio tridimensional. La prueba se realizó con 27 colores del espectro visible.

El resultado fue claro: en cada capa de retina se pudo ver que la luz no se distribuía por igual sino que se concentraba en unos pocos puntos que se sucedían de capa a capa creando columnas de luz que iban desde la entrada de la retina hasta los conos de la capa de detección. La concentración de la luz en estas columnas era hasta diez veces superior a la intensidad media. Como ya he dicho los conos no son tan sensibles como los bastones por lo que esta luz adicional les permite funcionar mejor incluso con niveles más bajos de luz.

La revista Scientific American publicó en abril de 2015 estos resultados que explicaban las razones de una conexión compleja y cuyo sentido hasta entonces no se había entendido. 

La visión y los colores