Radiațiile optice se propagă înspre și dinspre obiectele din jurul nostru. Unele lungimi de undă sunt absorbite, iar altele reflectate – acestea din urmă dând senzația a ceea ce noi numim culoare, sau mai bine zis percepția culorii. Culoarea nu are existență și nu are vreo semnificație fizică reală, ea fiind doar o interpretare de natură biologică.[1] Singura excepție de la acest fapt o constituie negrul absolut, care este definit ca fiind lipsa totală sau absorbția completă a radiațiilor spectrului vizual.
Conform științelor naturii și a celor exacte, ceea ce percepem ca fiind negru nu este altceva decât o combinație de pigmenți, care reflectă atât de puțină lumină, încât dă impresia negrului – un proces perceptiv care are la bază funcții cognitive dobândite încă din copilărie (de exemplu dacă nu am fi fost învățați să asociem cuvinte cu percepții, nu am putea descrie nimic).
Numim spectru vizibil acea porțiune a spectrului electromagnetic care emite lungimi de undă care stimulează (sau la care sunt sensibili) receptorii ochiului, care, la rândul lui, determină la nivelul creierului, după o serie de procese fiziologice, senzația de vizibilitate. Stratul lingvistic este acel proces care descrie senzația de vizibilitate după ce aceasta a fost procesată la nivel cognitiv. Prin urmare, culoarea nu are o existență a sa reală, deoarece aspectul așa zis real este dat de o experiență subiectivă (individuală și colectivă).
Ochiul organ pereche, cu conținut fluid și structură aproape sferică, este cel mai vechi receptor dintre toate simțurile[2] și adăpostește celule fotosensibile.
Ochii vertebratelor au structura cea mai complexă din regnul animal. Structura anatomică a ochiului nu diferă foarte mult la vertebrate: partea anterioară a ochiului este acoperită de cornee, o membrană transparentă, care pe partea posterioară are o structură fibroasă, împreună formând sclerotica (tunica externă).
Retina constituie tunica internă a globului ocular, fiind o membrană alcătuită din două straturi: stratul extern (numit și epiteliu pigmentar) care împiedică reflexia luminii, fiind pigmentat și cel intern, constituit din vase de sânge, neuroni și celule senzitive la lumină (unele numite celule cu conuri iar celelalte, celule cu bastonașe).
Celulele cu bastonașe sunt responsabile pentru vederea în lumină slabă, nu au o răspândire uniformă pe suprafața retinei, fiind absente în fovee dar mai frecvente spre periferia retinei; ele conțin un pigment numit rodopsină, compus din molecule proteice (opsina și retinal) care, sub acțiunea luminii, își schimbă compoziția și transformă astfel impulsul luminos, în impuls nervos.
Foveea centrală este situată în zona diametral opusă cristalinului, într-o ușoară depresiune a retinei (macula lutea, numită și pată galbenă), fiind acoperită de o membrană subțire și transparentă. În fovee predomină celulele cu conuri, care sunt sensibile la lumina puternică și responsabile de acuitatea vizuală, receptarea culorilor și a detaliilor.
Celulele cu conuri lipsesc la periferia retinei. Zona în care vasele de sânge și fibrele nervoase părăsesc globul ocular, formând nervul optic, este o zonă fără celule fotoreceptoare și se numește pată oarbă. Umoarea apoasă este un lichid transparent situat între cornee și cristalin iar umoarea vitroasă are o consistență ușor gelatinoasă, transparentă, fiind situată între partea posterioară a cristalinului și retină.
Cristalinul este o structură transparentă, biconvexă; este susținut de ligamentele suspensoare ale corpului ciliar. Rolul cristalinului este acela de a focaliza imaginea pe retină (imaginea proiectată este una răsturnată, la fel ca în cazul unei camere obscure) și convexitatea acestuia este asigurata de mușchii circulari din corpul ciliar, care se contractă la vederea de aproape, ceea ce duce la creșterea convexității cristalinului. Contracția mușchilor radiali din corpul ciliar duce la scăderea gradului de convexitate, proces necesar pentru vederea la distanță.
Razele luminoase care ajung să se focalizeaze pe suprafața retinei (în vederii normale, emetrope) sunt refractate de trei ori: prima dată când ating corneea, apoi partea anterioară a cristalinului și în cele din urmă partea posterioara (internă) a cristalinului. În cazul unor defecte de vedere (miopie, hipermetropie, prezbitism, astigmatism ș.a.) punctul de focus se va forma în fața retinei, în spatele acestuia, se va distribui defectuos etc., fiind nevoie de corecții, folosind lentile divergente (miopie), biconvexe (hipermetropie), cilindrice (astigmatism) ș.a.
Celulele cu conuri sunt și ele de trei tipuri (tip I, II și III),[3] fiecare răspunzând diferit, la lungimi de undă diferite ale spectrului vizibil (peak-ul sau absorbția maximă a acestora fiind la valorile: 420nm – conurile cu pigment fotosensibil pentru culoarea albastră, 534nm – conurile cu pigment fotosensibil pentru culoarea verde și 564nm – conurile cu pigment fotosensibil pentru culoarea roșie),[4],[5] ceea ce sugerează că lungimi de undă diferite produc un număr diferit de pulsuri ce trec prin nervul optic, pe unitatea de timp (fig. 16).
Numărul celor trei sub-tipuri de celule cu conuri nu este identic la fiecare om, de aceea percepția nuanțelor culorilor poate diferi.[6] Conurile de tip I sunt sensibile la lumina violetă, albastră și verde, tipul II sunt sensibile la lumina albastră, verde, galbenă și portocalie, iar tipul III la lumina verde, galbenă, portocalie și roșie. Informațiile pe care conurile le transmit nervului optic sunt o succesiune de impulsuri electrice. Rata transmiteri impulsului nervos pe unitatea de timp depinde atât de intensitatea luminii, cât și de lungimea de undă a acesteia.[7]
Printr-o rețea formată din patru tipuri de celule, numite, după aspectul lor: bipolare, ganglionare, orizontale și amacrine, stimulii luminoși sunt schimbați în impulsuri nervoase, care sunt transmise de către nervii optici către cortexul striat al lobului occipital (partea posterioară a creierului, deasupra cerebelului) unde informația astfel primită este tradusă și interpretată, rezultând astfel percepția vizuală.[8]
Bibliografie:
[1] Gunther, Leon. The Physics of Music and Color. Springer Science & Business Media, 2011. p. 327
[2] Hayakawa, Shiho, et al. „Function and Evolutionary Origin of Unicellular Camera-Type Eye Structure”. PloS One, vol. 10, nr. 3, Mar. 2015, pp. 1–16.
[3] Ryan, Stephen J., et al. Retina. Elsevier Health Sciences, 2012, p. 292.
[4] Tuten, William S., et al. „Spatiochromatic Interactions between Individual Cone Photoreceptors in the Human Retina”. The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society for Neuroscience, vol. 37, nr. 39, Sept. 2017, pp. 9498–509.
[5] Schmidt, Brian P., et al. „Spatial Summation of Individual Cones in Human Color Vision”. PloS One, vol. 14, nr. 7, July 2019, pp. 1–15.
[6] Robert Kentridge, et al., Color Perception. În The Handbook of Brain Theory and Neural Networks, Editura MIT Press, Cambridge, MA, 2003, p. 230.
[7] Sherwood, Lauralee. Fundamentals of Human Physiology. Cengage Learning, 2011, p. 157.
[8] Lane B. Scheiber II MD, Lane B. Scheiber ScD, Theory of Quadsitron-Energy Connectivity, ed. iUniverse, Bloomington, Indiana, 2019, pp.223-224.
