¿Cómo distinguimos los colores? — Los conos y el proceso oponente
Seguimos el recorrido desde que la luz estimula los tres tipos de conos de la retina hasta que el cerebro reorganiza esas señales en canales rojo–verde, azul–amarillo y de luminosidad, para explicar cómo distinguimos los colores.
El color no es una propiedad de los objetos, sino una percepción que construyen juntos la luz, el ojo y el cerebro. Lo bien que distinguimos los colores depende también de las características de cada una de estas tres etapas.
Etapa 1: tres tipos de conos
En la retina hay tres tipos de conos, las células que se encargan del color con buena iluminación. Según la longitud de onda a la que mejor responden, se suelen llamar conos L (onda larga, en torno a 560 nm), M (onda media, en torno a 530 nm) y S (onda corta, en torno a 420 nm).
Un cono por sí solo no puede informar de la longitud de onda: absorba la longitud de onda que absorba, emite la misma señal. El color lo determina la proporción de respuesta de los tres conos. Por eso, dos luces con espectros totalmente distintos se ven del mismo color si estimulan los tres conos en la misma proporción (metamerismo). Por la misma razón, una pantalla puede imitar innumerables colores con solo tres luces: roja, verde y azul.
Las curvas de sensibilidad de los conos L y M se solapan mucho. Como la distinción entre rojo y verde nace de la pequeña diferencia entre esas dos curvas, si por causas genéticas falta uno de estos conos o su curva está desplazada, la distinción rojo–verde se debilita. Se ha descrito que alrededor del 8 % de los hombres y del 0.5 % de las mujeres de ascendencia norte europea tienen alguna alteración de la visión rojo–verde (Birch, 2012).
Etapa 2: canales oponentes
Las señales de los conos no llegan tal cual al cerebro. A su paso por la retina y el tálamo se recalculan como diferencias.
- Canal de luminosidad: la suma de las señales L + M. Se encarga del claroscuro y de la forma.
- Canal rojo–verde: la diferencia entre las señales L − M.
- Canal azul–amarillo: la diferencia entre las señales S − (L + M).
Esta organización se llama proceso oponente. Hering la propuso en el siglo XIX a partir de la observación de que no podemos imaginar un «verde rojizo» ni un «azul amarillento», y Hurvich y Jameson (1957) la respaldaron cuantitativamente. Los ejes a* (verde–rojo), b* (azul–amarillo) y L* (luminosidad) de CIELAB también imitan esta estructura.
¿En qué colores somos más sensibles?
Si se mide la mínima diferencia de longitud de onda que podemos notar variando poco a poco una longitud de onda del espectro, resulta que somos más sensibles en torno al verde azulado (unos 490 nm) y al amarillo–naranja (unos 580~590 nm), y menos en los dos extremos del espectro (Wright y Pitt, 1934). Es en esas zonas donde las señales de los dos canales oponentes cambian más bruscamente con la longitud de onda.
El caso especial de los conos S
Los conos S son solo alrededor del 5~10 % del total y casi no existen en el centro mismo del campo visual (la parte más interna de la fóvea). Por eso, las diferencias en la dirección azul–amarillo son especialmente difíciles de ver en superficies pequeñas. Es una de las razones por las que las preguntas de azules y amarillos resultan más difíciles cuando la cuadrícula crece hasta 8×8 y las casillas se hacen pequeñas.
Etapa 3: la interpretación del cerebro
El cerebro reinterpreta el color a partir del contexto que lo rodea. Un mismo gris parece más claro sobre un fondo oscuro y más oscuro sobre un fondo claro (contraste simultáneo). La constancia del color, que nos hace ver blanco un papel blanco aunque cambie la iluminación, también es una corrección del cerebro. Este test fija en gris neutro el entorno de la cuadrícula precisamente para que estos efectos de contexto no varíen de una pregunta a otra.
La edad y la discriminación del color
Con la edad, el cristalino se vuelve poco a poco amarillento y deja pasar menos luz de onda corta. Como consecuencia, la distinción en la dirección azul–amarillo tiende a empeorar primero, y de forma más marcada cuanto más tenue es la iluminación (Knoblauch et al., 1987). Incluso en una misma persona, los resultados pueden variar con el cansancio, la iluminación o la hora del día.
Qué mide este test
HueSense evalúa el resultado de las tres etapas, es decir, la capacidad de notar la diferencia entre dos colores en pantalla. No es una prueba médica que mida el funcionamiento de cada tipo de cono ni determina si tienes una alteración de la visión del color.
Referencias
- Hurvich, L. M., Jameson, D. (1957). An opponent-process theory of color vision. Psychological Review 64(6), 384–404
- Wright, W. D., Pitt, F. H. G. (1934). Hue-discrimination in normal colour-vision. Proceedings of the Physical Society 46(3), 459–473
- Birch, J. (2012). Worldwide prevalence of red-green color deficiency. JOSA A 29(3), 313–320
- Knoblauch, K. et al. (1987). Age and illuminance effects in the Farnsworth-Munsell 100-hue test. Applied Optics 26(8), 1441–1448