costanza dei colori - Facoltà di Medicina e Psicologia

COSTAN ZA DEI C OLORI
Inv arianza delle l unghezze d’onda rifl esse da un oggetto anche al variare
della lunghezza d’onda della luce che le illumi na. E’ frutto delle capacità
adattativ e del sistema visiv o. Molto importante a questo scopo è lo sfondo e
la relazione tra questo e l’oggetto ce ci interessa.
La vi sione dei colori, quindi, non è la registrazione fedele delle luce riflessa
dalla superficie degli oggetti ma un processo di astrazione da parte del
sistema visivo.
Occhio umano: sensibilità alla luce di diverse lunghezze d’onda: da 400 a
700 nanometri (nm).(dal blu al rosso).
I colori sono mi scele di tre diverse lunghezze d’onda base: il verde, il rosso e il blu
(TRI CROMI A)
Nella retina ci sono tre tipi di recettori specifici caratterizzati dalla capacità di
assorbire la luce di una particolare lunghezza d’onda grazie a pigmenti div ersi
con spettri di assorbimento specifici sebbene in parte sovrapposti a quelli degli
altri:
pigmento C o B sensibile lunghezze d’onda basse dello spettro (BLU)
pigmento M o V sensibile lunghezze d’onda medie (VERDE).
pigmento L o R alle onde lunghe e percepisce (ROSSO).
info sul colore
ottenut e dalle
risposte
differenziali di
questi tre tipi
diversi di
recettori.
SING OLI CONI NON TRASMETTONO INFO SU LUN GHEZZA D’ONDA DI
STIMOLI LUMIN OSI
se un cono assorbe un fotone la risposta è sempre la stessa (tutto o nulla)
indipendentemente dalla lunghezza d’onda del f otone stesso (univarianza –
isomerizzazione retinale…)
lunghezza d’onda dei f otoni inf luenza la probabilità che un certo tipo di cono
venga attivato dal f otone stesso.
IN CONDIZION I DI BASSA ILLU MINAZIONE peso maggiore i bastoncelli
posseggono un solo pigmento (rodopsina): visione monocromatica
riconosciamo gli oggetti se lum inosità è diversa dallo sf ondo ma non ne
indiv iduiamo i colori.
alterazioni genetiche
soli due pigmenti nei coni(dicromatopsia)
uno solo (monocromatopsia)
SISTE MA DIVARI ANTE (almeno due tipi di recettori con sensibil ità spettrale
diversa) fornisce 2 valori di luminosità dell’oggetto: dal confronto dei due valori
il cervel lo elabora il colore dell ’oggetto stesso. Limite: un oggetto che riflette
luce di entrambe le estremità dello spettro su uno sfondo che rif lette le
lunghezze d’onda intermedie risulta invisibile.
SISTE MA TRIVARI ANTE unico limite di questo ulteriore step evolutivo è
con immagi ne piccola che stimola solo 1 cono di un solo tipo: non c’è conf ronto
e quindi non c’è elaborazione “superiore”.
(aberrazione cromatica: risoluzione ottica del sistema sensibil e alle onde corte è
modesta e infatti questo sistema non esiste nella fov ea centrale)
Nella fovea la percezione è divariante, questo signif ica che la visione dei colori
non vi ene impiegata per distinguere i particolari fi ni degli oggetti ma solo le
caratteristiche macroscopiche.
RETI NA e CGL :
Cellul e gangliari di retina e neuroni di CG L divi se in 3 diverse
classi in base a combinazione di aff erenze dei tre diversi tipi di
coni.
In ordine di f requenza sono:
- cellule a opponenza cromatica semplice
- cellule concentriche a largo spettro
- cellule coestensive a opponenza semplice
CELLULE AD OPPONENZA
CROMATICA SE MPLICE
Antagonismo tra centro-periferia
dove arriv ano af ferenze
differenziali dai coni R e V .
info su colori ma anche sui
contrasti acromatici di lumi nosità.
I coni V e R assorbono in misura
uguale la luce bianca o gialla
quindi in questo caso rispondono
come le cellule a largo spettro.
Nella retina sono solo cellule
gangliari di tipo P
CELLULE CONCENTR ICHE A L ARGO SPETTRO
Campi recettivi concentrici con centro e perif eria antagonisti.
Non contribuiscono alla percezione dei colori: campi recettivi ricev ono
af ferenze dai coni V e R (ma non B).
I coni B non proiettano a queste cellule perché contribuiscono alla visi one dei
colori e non delle f orme dal momento che l’aberrazione cromatica distorce le
immagini nella parte blu dello spettro.
Rispondono alla luminosità.
Inibizione o eccitazione a seconda del tipo di cellula. Luce dif fusa è stimolo
debole.
Nella retina possono essere sia cellule gangliari di tipo M che di tipo P
CELLULE COEST ENSI VE A OPPONENZA SEMPLICE
Ricev ono aff erenze da coni B: hanno campi recettivi unif ormi in cui i
coni B sono antagonisti a quelli V e R insieme.
RETINA: cellule gangliari parvi o magno
GAN GLIAR I A LA RGO SPE TTRO
OPPON ENZA SEMPLICE
sia M che P
esclusivamente P
- strati parvicellulari del CGL proiettano alla corteccia (strato IVCβ):
sia info su colori ai blob (strati II e III). Queste cellule non sono selettive per
l’orientamento
sia info sui contrasti acromatici di luminosità alle zone interblob. Queste
cellule sono selettive per l’orientamento
- strati magnocellulari sono portatori di sole info acromatiche invi ano allo strato
IVCα e poi allo strato IVB
Sistema parvicell ulare blob : colori
Sistema parvicell ulare interblob: forme
Sistema magnocellulare: movimento e prof ondità di campo
ORGANIZZAZIONE DELLA CORTECCIA VISIVA PRIMARIA
CORTECCIA:
Tali cell ule anche nelle cortecce di ordine
superiore, dove possono avere selettività per
l’orientamento o a macchie di col ore di
dimensioni specifiche.
af ferenze da cellule a
opponenza semplice si
accoppiano e danno vita a
cellule a opponenza doppia,
numerose nei blob. Anche qui
antagonismo centro-perif eria,
ma ogni cono è attivo in ogni
punto del campo recettiv o
sebbene eserciti azioni opposte
al centro rispetto alla perif eria.
Rispondono bene quindi a R
su sfondo V e non rispondono
bene a luce bianca (assorbita
da entrambi i tipi di cono e
quindi cancellata). Esistono
altri tipi che rispondono a V su
R e quelle che antagonizzano
giallo-e-blu.
CELLULE A OPPONENZA DOPPIA spiegano:
- contrasto dei colori: in singole parti del campo recettivo esiste
antagonismo tra singole coppie di coni con selettività spettrale div ersa.
- contrasto cromatico simultaneo: rispondendo a rosso centrale e verde
periferico (o vi ceversa) si spiega l’eff etto dei bordi colorati di un
oggetto grigio.
- costanza dei colori (invarianza delle lunghezze d’onda riflesse da un
oggetto anche al v ariare della lunghezza d’onda della luce che le
illumina): è f rutto delle capacità adattative del sistema vi sivo
e delle cellule a opponenza doppia, infatti un aumento di radiazione
luminosa di lunghezza d’onda elevata av rà minimo ef fetto su cellula a
opponenza cromatica (poiché sarà lo stesso sia per il centro che per la
periferia). limone resta giallo…
PERCEZIONE SOGGETTIVA COLORI COMPOSTA D I TRE TIPI DI
SENSI BILI TÀ IND IPENDENTI:
tinta – colore: impressione che dipende da diverso grado in cui oggetti e loro
sfondo attiv ano i coni. Cervel lo media info dai tre tipi di coni. Conosciam o il
nome di pochi col ori ma distinguiamo f ino a 200 tinte
grado di saturazione – o ricchezza di tinta o grado di diluizi one col grigio.
Quanto i tre coni vengono stimolati nella stessa misura da oggetto e sfondo.
Esistono da 6-20 livelli di saturazione per ogni tinta a seconda che si tratti di
onde intermedie o brevi-lunghe
luminosità – eff etto globale esercitato da un oggetto su tutti e tre i tipi di coni.
Esistono 500 livelli apprezzabili di luminosità, qui ndi la visione dei colori ha a
disposizione fino a due mi lioni di gradazioni diverse di colore per distinguere
le sagome degli oggetti
CECI TA’ ai colori
Ereditaria o acquisita.
- Casi più comuni (cecità al rosso o verde)
mutazioni recessive su X (1% uom ini ciechi al rosso e 2% al verde).
anomalia del pigmento dei rispettivi coni
- Raramente alterazioni genetiche per il blu
non X ma autosomiche (settimo cromosoma pigmento blu, terzo per la
rodopsina)
Geni dei tre coni e della rodopsina sono simili il che lascia pensare che hanno
origini com uni: il più antico è quello del blu.