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¿Por qué veo una imagen invertida de un objeto cuando cierro los ojos?

¿Por qué veo una imagen invertida de un objeto cuando cierro los ojos?


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Si miro fijamente un objeto durante mucho tiempo y cierro los ojos, al principio todavía puedo ver el objeto con los ojos cerrados. Pero la imagen que veo con los ojos cerrados está invertida: los colores oscuros aparecen como claros y los colores claros como oscuros. ¿Porqué es eso?


Creo que se debe a la adaptación a la luz. Las varillas que perciben una luz intensa regulan negativamente su respuesta. Pero cuando la luz se retira repentinamente, las varillas que están adaptadas para percibir la luz brillante no pueden detectar inmediatamente la luz tenue.

Hay dos formas de adaptación: rápida y lenta. El rápido es dependiente de Ca²⁺; la disminución de Ca hace que aumente el cGMP, lo que a su vez despolariza la célula. El calcio modula este proceso también por otros medios. Este artículo sugiere que la adaptación lenta se debe a una unión alostérica de cGMP en el complejo transducina-fosfodiesterasa, que estabiliza este estado de transición y retrasa la señalización.

La adaptación también puede ocurrir debido al fotoblanqueo de la rodopsina.

No se como una imagen "permanece" en el ojo por un tiempo. Creo que se debe a la lenta adaptación asimétrica de la luz entre diferentes varillas distribuidas espacialmente (algunas varillas tardan un tiempo en readaptarse a condiciones de poca luz).

Efecto similar que puede sentir también con la visión del color. Sigues mirando el verde por un tiempo, luego, cuando ves algo más, parece rojizo.


¿Por qué veo una imagen invertida de un objeto cuando cierro los ojos? - biología

Estructura del ojo humano

La siguiente ilustración esquemática muestra el ojo humano y cómo se forman las imágenes en la retina.

Tenga en cuenta que las imágenes están al revés (invertidas).

Una pregunta importante a considerar: ¿el cerebro humano viene precableado para darle la vuelta a la imagen invertida (de modo que veamos cosas no invertidas) o el cerebro aprende a invertir imágenes?

Kohler I, Experimentos con Goggles, Científico americano Mayo de 1962

Dibujo de retina de Hubel DH Ojo, cerebro y visión Biblioteca Scientific American p.38

Mire a través de una rejilla de difracción las líneas de colores de abajo. La línea "blanca" está compuesta de tres colores: rojo, verde y azul. Dependiendo del monitor de su computadora, cada uno de los colores primarios puede, a su vez, estar hecho de otros colores. En mi monitor, el rojo está compuesto de rojo y un poco de naranja.

Cuando se suman colores opuestos, como el amarillo y el azul, se combinan para formar el blanco. Asimismo, si se quita el amarillo del blanco, el color resultante es azul. En una imagen secundaria, la exposición persistente a un color determinado hace que la retina se "canse" de ese color. Posteriormente, la retina elimina ese color. Cuando se elimina el estímulo de color y el ojo se expone a la luz blanca, el color complementario se percibe durante un breve período de tiempo.

Aleje el mouse de la imagen y mire fijamente el punto central. Continúe mirando el punto central y mueva el mouse sobre la imagen.

Ajuste el contraste en la ilusión de Lilac Chaser a aproximadamente un 20% -30%. Fíjese en la cruz central. Las manchas magenta desaparecerán lentamente, pero la persistencia de la imagen verde persistirá.

Concéntrese intensamente en este video durante unos 5 minutos. A diferencia del efecto de imagen residual, no es necesario que te concentres en una ubicación específica. Sin embargo, es posible que desee mirar el centro de la película para obtener el mejor efecto.

Una vez que haya terminado con la película, observe los patrones a continuación. El patrón superior debe mostrar un tenue sombreado verde y rojo, mientras que el patrón inferior debe mostrar un tenue sombreado azul y amarillo.

A diferencia de las imágenes residuales, el sombreado de color debe durar de varios minutos a varias horas. En algunas personas, el efecto durará unos días.

El siguiente sitio tiene una bonita animación por computadora que funciona un poco mejor que mi película, pero solo codifica franjas rojas y verdes. http://lite.bu.edu/vision/applets/Color/McCollough/McCollough.html

Para obtener más información sobre el efecto McCollough, consulte McCollough C, Adaptación del color de los detectores de bordes en el sistema visual humano , Ciencias 149 págs. 1115-1116 (1965)

O'Brien V, Contraste mejorando el contorno, Revista Estadounidense de Psicología 72 págs. 299-300 (1959)

La ilusión de Cornsweet se puede encontrar en radiografías médicas. La mancha blanca en el pecho de este hombre parece muy amenazadora a primera vista.

Esta imagen fue causada por un pliegue de piel (que no es infrecuente en hombres mayores). Cubrir el borde de la mancha revela que, de hecho, no hay mancha en absoluto.

Una ilusión relacionada es el efecto de acuarela: la región entre los marcos cuadrados parece tener un color tenue, pero en realidad es blanca.

Entonces, ¿por qué hay una ilusión de Cornsweet?

De Por qué vemos lo que hacemos Purves D, Lotto RB, Nundy S American Scientist 90 (3): 236-243 (2002)

Colores Fechner y codificación neuronal de color

La rueda de Benham (también conocida como tapa de Benham y disco de Benham) es un disco en blanco y negro que muestra patrones de colores cuando se gira a una velocidad de aproximadamente 4 revoluciones por segundo.

Tenga en cuenta que los colores seguirán apareciendo en un monitor de computadora en blanco y negro.

También es posible hacer un video del disco giratorio con una cámara de video en blanco y negro y mostrarlo en un televisor en blanco y negro: los colores seguirán siendo visibles.

Entonces, ¿por qué hay patrones de colores?

La constancia del color y la teoría Retinex de Land

Mientras intentaba perfeccionar la fotografía instantánea en color, Edwin Land hizo un descubrimiento notable. Inicialmente trabajó con tres imágenes monocromas (blanco y negro), cada una de las cuales representaba las partes roja, verde y azul de una imagen de un solo color. Cada imagen se expondría con un filtro de color apropiado frente a la cámara (rojo, verde o azul). Se desarrolló cada diapositiva monocromática, luego cada una se colocó en un proyector con el filtro de color apropiado frente al proyector. La imagen resultante se compuso de tres colores de la misma manera que los televisores en color y los monitores de computadora muestran el color.

Un día, alguien quitó el filtro verde del proyector verde con el resultado de que la imagen "verde" ahora se proyectaba como luz blanca. Para sorpresa de Land, casi no hubo cambios en la imagen resultante. Land experimentó más y descubrió que podía apagar el proyector azul y seguir viendo una imagen casi completamente normal. Dado que la imagen ahora se estaba formando solo con luz blanca y roja, Land podría haber esperado ver solo tonos de rosa. En cambio, vio una imagen a todo color.

La siguiente imagen se compone de dos imágenes intercaladas diferentes. Las líneas de escaneo impares son todas tonos de rojo: representan fielmente el componente "rojo" de la imagen. Las líneas de exploración uniformes son todas tonos de gris: se forman tomando el componente "verde" de la imagen y convirtiendo el verde en blanco. La combinación resultante no es tan vívida como la demostración original de Land, pero muestra más que tonos de rosa.

La imagen de abajo está hecha usando un tablero de ajedrez con cuadrados rojos-grises alternados (muy parecido a un tablero de ajedrez real). Los cuadrados rojos muestran el componente rojo de la imagen en color. Los cuadrados grises se hacen cambiando el componente verde de la imagen a gris.

Esta imagen se ve mejor en una habitación oscura con el brillo del monitor alto.

La constancia del color explica gran parte del color de las imágenes de arriba. La constancia del color se relaciona con nuestra capacidad para ver el color "verdadero" de un objeto independientemente del color de la luz que lo ilumina. Por ejemplo, un plátano amarillo iluminado con luz azul todavía se ve amarillo, aunque el "color" del plátano iluminado es verde.

Vea la demostración en http://lite.bu.edu/vision/applets/Color/Land/Land.html y establezca el "Valor del componente rojo en aproximadamente 50. El plátano impar de la derecha se ve verde, pero el mismo plátano en la izquierda se ve amarilla. Haz clic en el botón "Máscara" para mostrar que son del mismo color.

La relación entre la constancia del color y el efecto Land rojo-blanco es que el ojo resta el nivel de luz roja constante de la imagen en color, y el blanco menos el rojo es igual al verde. Al mezclar rojo, blanco, negro y verde, el ojo puede construir una gran cantidad de color.

Mire de cerca las rayas que forman los cuadrados de colores en la imagen de abajo.

Todos los cuadrados son del mismo color (gris).

Blanco M Un nuevo efecto sobre la ligereza percibida Percepción 8 págs. 413-416 (1979)

En la cuadrícula clásica de Hermann, se pueden ver manchas en las intersecciones de celosía, excepto cuando se enfoca directamente en una intersección.

Janos Geier ha investigado variaciones en la red de Hermann.

La imagen de arriba (y la del enlace de abajo) es difícil de reconocer a menos que pueda ver el patrón de oclusión circundante.

Mire de cerca la imagen de abajo. Los cuatro círculos de la izquierda se ven oscuros, mientras que los cuatro círculos de la derecha se ven brillantes.

Si miras de cerca, verás que los círculos son idénticos.

Una versión animada de esta ilusión se encuentra en http://www-psych.stanford.edu/

Para obtener más información, lea Anderson BL, Winawer J Segmentación de la imagen y percepción de la luminosidad Naturaleza 434 págs. 79-83 (2005)

Para obtener más información sobre los puntos ciegos, lea Ramachandran VS, Gregory RL Relleno perceptivo de escotomas inducidos artificialmente en la visión humana Naturaleza 350 págs. 699-702 (1991)

El movimiento puede causar "ceguera". Mire la imagen de abajo usando anteojos rojo-azul (o rojo-verde). Mire fijamente la sonrisa de Mona Lisa. A medida que los círculos de colores giran, su rostro desaparece dejando solo su sonrisa (y un poco de su nariz).

Esta ilusión está inspirada en la ilusión del gato de Cheshire del Exploratorium.

En esta ilusión, el movimiento hace que los puntos amarillos desaparezcan abruptamente.

Michael Bach tiene una versión de esta demostración que le permite ajustar los colores.

El movimiento también puede cegarlo a otros cambios visuales.

Para obtener más información sobre la ceguera inducida por el movimiento, consulte Bonneh YS, Cooperman A, Sagi D, Ceguera inducida por movimiento en observadores normales Naturaleza 411 págs. 798-801 (2001)

También tenemos un "punto ciego" temporal. Intenta mirarte a los ojos en un espejo. Mire primero el ojo izquierdo y luego el ojo derecho: ¿puede ver que sus ojos se mueven? Cuando sus ojos se mueven, su cerebro deja de procesar temporalmente la información visual para que no perciba nada durante un breve instante. Tu cerebro llena este pequeño espacio para que nunca te des cuenta.

Una ilusión más dramática que muestra cómo su cerebro procesa la información temporal se muestra en el efecto flash-lag.

(la explicación es de Gregory RL Ilusiones visuales, Científico americano Noviembre de 1968)

El cubo de Necker fue descubierto a mediados del siglo XIX por el cristalógrafo suizo Louis Albert Necker mientras preparaba dibujos técnicos de cristales.

Anaglifos y figuras imposibles

El triángulo imposible. Cada pieza es lógicamente coherente, pero la figura completa es imposible de construir.

Aquí hay una imagen de computadora en 3-D del triángulo imposible.

En el centro del pueblo belga de Ophoven hay una escultura que muestra un triángulo imposible.

Una copia de la litografía de M. C. Escher Ascendiendo y descendiendo (1960)

Andrew S. Lipson ha creado una escultura de Ascendiendo y descendiendo usando legos.

También ha creado una versión lego de Escher's Waterfall.

y "McWholles" ha creado un video de una cascada de Escher en funcionamiento que se puede ver aquí.

La siguiente imagen ha sido publicada en muchos sitios de Internet diferentes por alguien que tenía demasiado tiempo libre para jugar con Photoshop.

Un anaglifo que muestra el edificio Empire State de http://www.jessemazer.com/3Dphotos.html

Copyright 1994 por Jeffrey L. Cooper

Un anaglifo que muestra la superficie del planeta Marte de http://www.3dglasses.net/3dgallery/3Dmarsglry2.html

Se pueden encontrar enlaces a más imágenes anaglifo en http://www.anachrome.com/wadir.htm

La siguiente figura muestra varias curvas 3D. Cuando se ven por separado, estas curvas se fusionan, pero cuando se ven a través de lentes rojo-azul (o rojo-verde), las curvas 3D se separan claramente en objetos distintos. (Este es un patrón de prueba para algunas investigaciones de imágenes médicas en 3D que estoy haciendo).

Un anaglifo de un triángulo imposible.

    Imagen, objeto e ilusión: lecturas de Scientific American con presentaciones de Richard Held. W. H. Freeman (1974)


Trazado de rayos y lentes delgados

Figura 6. El rayo de luz a través del centro de una lente delgada se desvía en una cantidad insignificante y se supone que emerge paralelo a su trayectoria original (que se muestra como una línea sombreada).

trazado de rayos es la técnica de determinar o seguir (trazar) los caminos que toman los rayos de luz. En el caso de los rayos que atraviesan la materia, se utiliza la ley de refracción para trazar las trayectorias. Aquí utilizamos el trazado de rayos para ayudarnos a comprender la acción de los lentes en situaciones que van desde la formación de imágenes en una película hasta la ampliación de la letra pequeña y la corrección de la miopía. Si bien el trazado de rayos para lentes complicados, como los que se encuentran en cámaras sofisticadas, puede requerir técnicas informáticas, existe un conjunto de reglas simples para rastrear rayos a través de lentes delgados.

A lente delgada se define como aquel cuyo grosor permite que los rayos se refracten, como se ilustra en la Figura 1, pero no permite propiedades como la dispersión y las aberraciones. Una lente delgada ideal tiene dos superficies de refracción, pero la lente es lo suficientemente delgada como para asumir que los rayos de luz se curvan solo una vez. Una lente simétrica delgada tiene dos puntos focales, uno a cada lado y ambos a la misma distancia de la lente. (Ver Figura 6.)

Otra característica importante de una lente delgada es que los rayos de luz a través de su centro son desviados en una cantidad insignificante, como se ve en la Figura 5.

Figura 6. Los lentes delgados tienen la misma distancia focal en ambos lados. (a) Rayos de luz paralelos que entran en una lente convergente desde la cruz derecha en su punto focal a la izquierda. (b) Los rayos de luz paralelos que entran en una lente divergente desde la derecha parecen provenir del punto focal de la derecha.

Lente fina

Una lente delgada se define como aquella cuyo grosor permite que los rayos se refracten pero no permite propiedades como la dispersión y las aberraciones.

Experimento para llevar a casa: una visita al óptico

Mire a través de sus anteojos (o los de un amigo) hacia atrás y hacia adelante y comente si actúan como lentes delgados.

Con papel, lápiz y una regla, el trazado de rayos puede describir con precisión el funcionamiento de una lente. Las reglas para el trazado de rayos para lentes delgadas se basan en las ilustraciones ya discutidas:

  1. Un rayo que entra en una lente convergente paralela a su eje pasa a través del punto focal F de la lente en el otro lado. (Vea los rayos 1 y 3 en la Figura 1.)
  2. Un rayo que entra en una lente divergente paralela a su eje parece provenir del punto focal F. (Ver rayos 1 y 3 en la Figura 2.)
  3. Un rayo que pasa por el centro de una lente convergente o divergente no cambia de dirección. (Vea la Figura 5 y vea el rayo 2 en la Figura 1 y la Figura 2).
  4. Un rayo que entra en una lente convergente a través de su punto focal sale paralelo a su eje. (El reverso de los rayos 1 y 3 en la Figura 1.)
  5. Un rayo que entra en una lente divergente dirigiéndose hacia el punto focal en el lado opuesto sale paralelo al eje. (El reverso de los rayos 1 y 3 en la Figura 2.)

Reglas para el trazado de rayos

  1. Un rayo que entra en una lente convergente paralela a su eje pasa a través del punto focal F de la lente en el otro lado.
  2. Un rayo que entra en una lente divergente paralela a su eje parece provenir del punto focal F.
  3. Un rayo que pasa por el centro de una lente convergente o divergente no cambia de dirección.
  4. Un rayo que entra en una lente convergente a través de su punto focal sale paralelo a su eje.
  5. Un rayo que entra en una lente divergente al dirigirse hacia el punto focal en el lado opuesto sale paralelo al eje.

Parte mecánica

  1. Base: Ayuda a sujetar las distintas partes del microscopio. También contiene la fuente de luz.
  2. Brazo en forma de C: Se utiliza para sujetar el microscopio. Y que está conectado el ocular a la lente del objetivo.
  3. Platina mecánica: Es una plataforma rígida sobre la que se coloca la muestra a visualizar. Tiene una abertura en el centro para permitir que la luz llegue al objeto desde la parte inferior. El objeto en la diapositiva se puede mover hacia los lados o hacia adelante y hacia atrás con la ayuda de las perillas de posicionamiento.

Ahora considere los espejos convexos colocados en las esquinas para permitir que los peatones o los conductores vean al doblar una esquina. Nuevamente, podemos preguntar: "¿Dónde está el punto focal?" Y nuevamente, la respuesta es: & citar en todas partes frente al espejo & quot. La principal diferencia entre un espejo plano y uno convexo es que un espejo plano le mostrará un campo que es del mismo tamaño que su campo visual sin el espejo presente (su frustum visual es del mismo tamaño, pero orientado hacia atrás en el espacio), pero el espejo convexo le mostrará un campo más amplio (el tronco de visión es más grande, porque el espejo recoge rayos que de otro modo no vería y los envía a sus globos oculares). ¡Esto es extraño! ¿Cómo podemos ver más de lo que podemos ver? Si un espejo plano nos permite ver nuestro campo de visión completo, ¿cómo puede un espejo convexo mostrarnos? más que el campo de visión completo? Y lo hace distorsionando la imagen. Aprieta la parte que normalmente vería para dejar espacio para la imagen adicional. Aun así, moverse frente al espejo no revelará un "agujero negro" donde no se envíen rayos reflejados. Se forma una imagen en cada punto frente al espejo (aunque es una diferente imagen para cada punto).

Finalmente llegamos al espejo cóncavo. Puede parecer muy diferente del espejo convexo o plano, pero no lo es. De hecho, funciona de manera muy similar a un espejo convexo. Tenga en cuenta que los rayos paralelos que golpean un espejo plano producen rayos paralelos al reflejarse, por lo que la imagen formada por un espejo plano no se distorsiona (excepto por la inversión 3D de adentro hacia afuera, pero ese es un tema diferente). Los espejos convexos reflejan rayos paralelos en rayos divergentes, causando distorsión. Y, obviamente, los espejos cóncavos reflejan rayos paralelos en rayos convergentes, produciendo nuestro punto focal deseado.

Entonces, ¿qué vemos si no estamos en el punto focal? Bueno, eso depende de dónde estemos. Si estamos "delante" del punto focal (es decir, entre el punto focal y el espejo), los rayos siguen convergiendo, por lo que veremos la misma orientación de imagen que un espejo plano, pero ampliada, porque estamos recogiendo rayos de luz. de un campo más amplio. Sin embargo, esta imagen ampliada será solo un subconjunto del campo que la cuchara llena puede reflejar.

Por otro lado, si estás "detrás" del punto focal, los rayos convergerán hacia el punto focal y luego continuarán su camino alegre, divergente de cada uno. En esta región, el cóncavo El espejo actúa como un convexo espejo, con inversión direccional adicional! Es por eso que mover la cuchara más lejos de usted le permite ver un campo de visión más amplio, tal como lo haría un espejo convexo. En particular, los rayos que convergen en el punto focal no se detienen ahí solo porque ahí es donde normalmente colocamos un sensor de cámara. Siguen, extendiéndose y formando una contracción imagen (debido a su divergencia) que se vuelve más pequeña cuanto más te alejas de la cuchara. Pero el hecho de que todos convergieran en el punto focal significa que todos se cruzarán en ese punto e invertirán la imagen más allá.


¿Por qué veo una imagen invertida de un objeto cuando cierro los ojos? - biología

Imágenes, reales y virtuales

Las imágenes reales son aquellas donde la luz realmente converge, mientras que las imágenes virtuales son lugares desde donde la luz parece haber convergido. Las imágenes reales ocurren cuando los objetos se colocan fuera de la distancia focal de una lente convergente o fuera de la distancia focal de un espejo convergente. A continuación se ilustra una imagen real. trazado de rayos da la posición de las imágenes dibujando un rayo perpendicular a la lente, que debe pasar por el punto focal, y un segundo rayo que pasa por el centro de la lente, que no es doblado por la lente. La intersección de los dos rayos da la posición de la imagen. (Se podría dibujar un tercer rayo que pasa a través del punto focal en el lado izquierdo de la lente después de pasar a través de la lente, viajaría paralelo al eje y se cruzaría con los otros dos rayos en el punto donde esos rayos ya se cruzan. Tenga en cuenta que la imagen real está invertida. (La imagen resulta ser más grande que el objeto. Eso sucede porque el objeto está entre f y 2f de distancia de la lente si la lente estuviera más lejos que 2f, la imagen estaría más cerca de la lente. que 2f, y sería más pequeño que el objeto).

La posición de la imagen se puede encontrar a través de la ecuación:

Aquí, las distancias son las del objeto y la imagen, respectivamente, medidas desde la lente. La distancia focal F es positivo para una lente convexa. Una distancia de imagen positiva corresponde a una imagen real, al igual que en el caso de los espejos. Sin embargo, para una lente, una distancia de imagen positiva implica que la imagen está ubicada en el lado opuesto del objeto. (No tendrá problemas para recordar esto si lo piensa de la manera correcta: una imagen real tiene que estar donde está la luz, lo que significa Al frente de un espejo, o detrás una lente.)

Las imágenes virtuales se forman mediante lentes divergentes o colocando un objeto dentro de la distancia focal de una lente convergente. El ejercicio de trazado de rayos se repite para el caso de una imagen virtual.

En este caso, la imagen virtual está vertical y encogida. La misma fórmula para las distancias de la imagen y el objeto utilizada anteriormente se aplica nuevamente aquí. Solo en este caso la distancia focal es negativa y la solución para la distancia de la imagen también será negativa. Las imágenes virtuales también se pueden producir mediante lentes convergentes cuando el objeto se coloca dentro de la distancia focal. En ese caso, la imagen virtual estará vertical y ampliada, ya que estará más lejos de la lente que del objeto.


La cámara más asombrosa del mundo: Parte 5 - La retina invertida

Habiendo examinado algunas de las características de diseño notables del ojo humano, aquí analizamos una característica que a veces se afirma que apoya la evolución: la retina invertida. Los evolucionistas afirman que este es un sistema atrasado que resultó de mutaciones fortuitas. Lejos de ser una prueba de evolución, la retina invertida está muy bien planificada. Además, no todas las criaturas tienen la retina invertida. Más bien, cada criatura tiene un sistema de visión que está bien diseñado para su entorno.

La retina invertida

La retina es la superficie posterior interior del ojo, sobre la cual se forma una imagen y es detectada por los conos y bastones sensores de luz. Sorprendentemente, la retina consta de diez capas distintas, cada una de las cuales realiza una función específica. Lo que sorprende a mucha gente es que la capa de fotorreceptores (la capa que contiene los bastones y los conos) está cerca del fondo. Es la novena capa, la segunda más alejada de la pupila. Por lo tanto, para que la luz llegue a los bastones y conos, ¡debe atravesar ocho capas de células! Seguramente esto no puede ser una característica de diseño, sino simplemente el resultado de mutaciones fortuitas en el proceso de evolución, ¿verdad? ¿Qué diseñador bloquearía los receptores de luz con ocho capas de maquinaria celular?

Además, cuando los bastones y los conos detectan la luz, en lugar de enviar la señal hacia abajo y fuera del ojo como podríamos esperar, envían la señal hacia arriba a las capas superiores. Estas capas recopilan y procesan las señales, enviándolas a la siguiente capa hasta que la señal final pasa a la capa de fibras nerviosas cerca de la parte superior. Estas fibras nerviosas de alguna manera deben llevar la información al cerebro. Entonces pasan la información de lado a un lugar donde convergen todas las vías, y luego giran hacia abajo pasando a través de un orificio en la retina y saliendo del ojo, formando el nervio óptico que se conecta con el cerebro. Por supuesto, este pequeño agujero no tiene varillas ni conos, y esto crea un pequeño punto ciego en nuestro campo de visión, más sobre eso a continuación.

¡Qué extraño diseño! ¿Por qué la luz debe viajar a través de ocho capas de células antes de llegar a los conos y bastones? Afortunadamente, estas capas de células son en su mayoría transparentes (aparte de algunos capilares delgados que transportan sangre), por lo que la luz pasa directamente a través de ellas. Aún así, una pequeña fracción de esa luz se dispersa inevitablemente. ¿Por qué no colocar los fotorreceptores en la parte superior y hacer que transmitan las señales hacia abajo? De esa manera, las varillas y los conos obtendrían la señal más clara y no habría un punto ciego. ¿No sería un diseño mucho mejor?

Una característica de diseño

Por supuesto, la historia de la ciencia está repleta de evolucionistas que hacen afirmaciones vergonzosas basadas en la ignorancia: declaran que varios aspectos de la anatomía humana están mal diseñados o restos no funcionales de la evolución cuando ahora sabemos más. Cosas como el apéndice, la glándula pituitaria, la glándula tiroides, las amígdalas, etc., alguna vez se consideraron inútiles, pero en realidad están bien diseñadas para un propósito. Y la retina invertida no es una excepción. Sí, Dios podría haber hecho la retina al revés, con los fotorreceptores cerca de la capa superior. Y de hecho, lo ha hecho con algunos organismos, como veremos a continuación. Pero hay una razón por la que el Señor diseñó una retina invertida.

En el artículo anterior, vimos que los bastones y los conos contienen sustancias químicas sensibles a la luz, como la rodopsina. Estos productos químicos se destruyen necesariamente cuando la luz los golpea (esto inicia el proceso de la señal). Pero se reponen con el tiempo al adquirir enzimas como la retina. ¿Y de dónde sacan los conos y bastones la retina? Lo obtienen del epitelio pigmentario de la retina, la capa más baja de la retina, directamente debajo de la capa de fotorreceptores.

Por lo tanto, para facilitar la tasa máxima de regeneración del pigmento, los bastones y los conos deben estar en estrecho contacto con el epitelio del pigmento. Pero el epitelio pigmentario no es transparente, es muy oscuro. Por lo tanto, debe mentir debajo la capa de fotorreceptores para no bloquear la luz entrante. Como está oscuro, el epitelio pigmentario absorbe los fotones que atraviesan la capa de fotorreceptores, evitando que se dispersen. Esto mejora nuestra agudeza visual. Dado que el epitelio de pigmento debe estar directamente debajo de la capa de fotorreceptores, las otras capas, que son transparentes, se encuentran arriba. Es una característica de diseño.

El epitelio de pigmento también proporciona oxígeno y nutrientes a los bastones y conos, y elimina sus productos de desecho. También elimina el calor excesivo de la retina (generado por la luz) al transportarlo a la coroides rica en sangre que se encuentra debajo. Además, los bastones y conos tienen tasas metabólicas extremadamente altas y se "queman" rápidamente. Deben reemplazarse aproximadamente cada siete días y el epitelio pigmentario es esencial en este proceso. Claramente, colocar los fotorreceptores en contacto directo con el epitelio pigmentario de la retina es una característica de diseño, y una que requiere que las capas de procesamiento se coloquen por encima de la capa de fotorreceptores.

Además, la retina invertida es una característica que ahorra espacio. Los fotorreceptores deben colocarse a cierta distancia de la córnea y el cristalino para que se forme una imagen adecuada. ¿Por qué no utilizar parte de este espacio llenándolo con circuitos celulares transparentes? Estas capas procesan las señales producidas por los bastones y conos, y lo hacen sin utilizar ningún espacio adicional. Esto es particularmente útil para criaturas con ojos pequeños.

El punto ciego

Dado que las ocho capas delante de las capas de fotorreceptores son en gran parte transparentes, el único inconveniente significativo de la retina invertida es el punto ciego, necesario para que las fibras neurales abandonen el globo ocular. Pero esto resulta ser bastante insignificante. De hecho, hasta que leen sobre este punto ciego, la mayoría de las personas ni siquiera se dan cuenta de que tienen uno. Hay dos razones para esto, y ambas se deben a la maravillosa forma en que se han diseñado el ojo y el cerebro.

El punto ciego se encuentra a unos 15 grados a la izquierda de su centro de visión para el ojo izquierdo y 15 grados a la derecha para el ojo derecho. [1] Por esta razón, la información que falta en cada punto ciego se proporciona desde el otro ojo. Entonces, no hay un punto ciego cuando ambos ojos están abiertos y funcionando.

Pero hay otra razón por la que no notamos el punto ciego incluso cuando un ojo está cerrado. El cerebro utiliza la información visual que rodea el punto ciego y, esencialmente, la "rellena". Matemáticamente, este proceso se llama interpolación. Su cerebro lo hace de forma constante y automática, de modo que no percibe ninguna información faltante. Pero hay una forma de revelar su punto ciego.

Cierre su ojo derecho y enfoque su visión en la "O" en el espacio de arriba. Ahora, muévase lentamente hacia la pantalla. A cierta distancia, la "X" desaparecerá. Para probar esto con el ojo derecho, cierre el ojo izquierdo y enfoque en la “X” mientras se acerca o se aleja de la pantalla. A cierta distancia, la "O" parecerá desaparecer.

Retinas vertidas

La ventaja de la retina invertida es que los bastones y conos se pueden reemplazar rápidamente y sus sustancias químicas fotosensibles se regeneran rápidamente. Esto es extremadamente útil para criaturas como nosotros que pasamos la mayor parte de nuestro tiempo despierto a la luz del día y que viven una vida relativamente larga. Pero Dios es libre de usar otros diseños para otras criaturas, y lo ha hecho. Los cefalópodos, como el pulpo, el calamar, la sepia y el nautilo, tienen retinas verticales. Es decir, los fotorreceptores están cerca de la capa superior de la retina y el procesamiento de la señal se realiza en las capas inferiores. Presumiblemente, la iluminación reducida bajo el agua no requiere la rápida regeneración de pigmentos que disfrutan los vertebrados debido a su retina invertida. Además, la mayoría de los cefalópodos viven solo de uno a tres años, por lo que no es necesario que la retina esté diseñada para durar décadas.

En cualquier caso, la retina de los cefalópodos parece funcionar bien para el entorno en el que viven. Pero es probable que su experiencia visual sea superior. Los organismos que se cree que tienen la mejor visión, como el águila, tienen retinas invertidas. La mayoría de los científicos creen que el pulpo es daltónico ya que solo tiene un tipo de fotorreceptor. [2] Esto es aún más notable ya que algunos tipos de pulpos pueden cambiar de color para mezclarse con su entorno, ¡colores que aparentemente no pueden ver! Otra diferencia es que los fotorreceptores de un pulpo están orientados de tal manera que perciben la polarización de la luz, lo cual es una característica interesante.

El pulpo no tiene córnea. Pero tiene una lente casi esférica. A diferencia de nuestra lente flexible, la lente del pulpo no cambia de forma. Más bien, el animal mueve el cristalino hacia adelante (alejándose de) o hacia atrás (hacia) la retina para ajustarse de la visión cercana a la lejana. Esto es similar a la forma en que la mayoría de las cámaras artificiales enfocan los objetos.

La forma más elevada de adulación

Entonces, tanto los humanos como los cefalópodos tienen ojos bien diseñados para su entorno. La retina invertida de los seres humanos y la mayoría de los animales vertebrados es un diseño maravilloso con muchas ventajas sobre la retina vertical de los cefalópodos. Sin embargo, algunos evolucionistas han argumentado que ningún agente inteligente diseñaría un sistema tan atrasado. Debe ser bastante vergonzoso para ellos saber que los seres humanos también han diseñado y fabricado sistemas de imágenes invertidas. De hecho, la mayoría de los generadores de imágenes utilizados por los astrónomos tienen los circuitos de procesamiento de señales por encima (bloqueando) los fotorreceptores, al igual que la retina invertida.

Quizás haya visto algunas imágenes hermosas de planetas, estrellas, galaxias, nebulosas u otros fenómenos espaciales. Si la fotografía se tomó en las últimas décadas, es probable que se haya utilizado un CCD (dispositivo de carga de pareja). El CCD es muy parecido a la retina. It has a grid of light-sensitive photoreceptors that convert light into electrical signals which are then passed on to a computer. This system is much faster than photographic film, and has other advantages as well.[3] Many smart phones come with a built-in camera that uses a CCD.

Most CCDs are called front-illuminated, however, they are much like our invertido retina. Before light can reach the photoreceptors, it must first pass through a layer of gate electrodes, then through thin films of silicon dioxide, and finally through a silicon nitride passivation layer. These layers protect the photoreceptors from humidity and electric discharge. But they also collect the electric charges from the photoreceptors, and transfer that signal out of the CCD onto a computer. Like our inverted retina, the signals from the photoreceptors are sent to a higher layer and then moved sideways. Below the photoreceptors is a thick silicon substrate.

Since these processing layers lie above the photoreceptors, they block some of the incoming light, perhaps as much as 50%. The opacity of these layers is dependent upon wavelength. Longer wavelengths penetrate better. Thus, front-illuminated CCDs detect red-colored objects very well, but are much less sensitive to blue.

However, astronomers sometimes use a back-illuminated CCD in which the design is reversed. Here, the silicon substrate is on top, but is made very thin so that it does not block many photons. Next are the photoreceptors. Below them are thin films of silicon dioxide and the gate electrodes. So, the photoreceptors send the signal downward to the gate electrodes which transfer the signal out of the CCD. This is similar to the verted retina of the cephalopod.

Since the photoreceptors are relatively unobstructed, back-illuminated CCDs have greater sensitivity to light. Around 80% to 95% of incident light reaches and is detected by the photosensors. Furthermore, back-illuminated CCDs are much more sensitive to shorter wavelengths of light, and therefore detect blue and violet much better than front-illuminated CCDs.

But there are drawbacks to a back-illuminated CCD. The necessarily thin silicon substrate makes them considerably more delicate than front-illuminated CCDs. Furthermore, the longer wavelengths of light sometimes pass all the way through the photosensitive region, where they then reflect back and create an interference pattern. And they are more expensive than a front-illuminated CCD.

So both types of CCD have their advantages and disadvantages. But each is a good design. Likewise, the inverted retina has its advantages, and so does the verted retina. Each is useful and well-suited to the creature. This prompts us to ask, “What other types of eyes the Lord has designed in living creatures?” More to come.

[1] The optical cord exits the eye on the nasal side of the fovea. So, it is right of center for the left eye, and left of center for the right eye. But since the image on the retina is inverted, the blind spot appears on the opposite side.

[2] However, it has also been suggested that the octopus may be able to move its lens in such a way so as to disperse the wavelengths of light to fall at different locations on the retina. This might allow the octopus to sense color through a totally different mechanism than our three-cone system, but at the expense of visual acuity.

[3] For example, CCDs have a nearly linear signal response to light. In other words, twice the amount of light will double the signal. Photographic film does not have this linear response, which makes scientific measurements more difficult with film.


Experience: I can't picture things in my mind

I was seven when, in hindsight, I first questioned my imagination. I remember watching the first Harry Potter film and my friend, who was a huge fan, was complaining that the characters weren’t how she imagined them to be. I couldn’t understand what she meant because, in my mind, they had never been images at all, just concepts. When I shut my eyes, I see nothing. It is black. I have no visual imagination.

I thought everyone’s minds worked this way until about two years ago, when I stumbled across a blog post about aphantasia a condition where you lack a functioning mind’s eye. I was 23, and it blew my mind to learn that others could visualise things. I’d never known any different but it was clear I had aphantasia, too, and a lot of things started to make more sense.

I began to look it up online and in science journals. For me, imagination had always been conceptual. I could never visualise a crown, a unicycle or an ice-cream in my hand. If someone asked me to close my eyes and picture myself by the sea, I would see nothing.

I was intrigued to know if it is inherited, so I asked my parents. My mother thought I was lying. “No, no,” she said, “you have a wonderful imagination.” For her, things are exceptionally vivid but I think my father is like me (although people have differing degrees: some people see fuzzy images, some see none at all).

I suppose you could say my imagination is broken, but each of us can only experience our own thoughts, so it is hard to compare. For this reason, it is difficult to know how many people have aphantasia, but academics have developed a test using visualisation questions. It has been associated with similar conditions such as face blindness or tone deafness, though it does not affect cognitive or physical function.

A good little test for me is drawing. I can copy things almost like for like if they are in front of me, but if I were to draw from my imagination it would look terrible. It doesn’t mean you cannot be creative you just have to adapt.

I am currently studying for a PhD in reproductive biology in Manchester, and I have found others in the sciences like me. Lacking a visual element to my imagination meant that tests of memory recall were difficult. For example, we had to learn a cell-counting technique but, regardless of how many times I read it, it didn’t make sense. When I came to do it in the lab, I understood it immediately. If you have a visual imagination you can look at a diagram and it triggers your memory but I learn by repetition or physically doing something.

I’m dreadful with directions because I can’t remember landmarks. I’m terrible with faces. In that sense, it’s a little sad because I cannot picture my five-year-old daughter when I’m not with her. But I could tell you how she looks, where she has a freckle, what her hair is like, from repetitive memory.

I still enjoy reading – sci-fi and fantasy – but detailed literature is a slog. The Lord Of The Rings and A Game Of Thrones are extremely descriptive series that I would love to enjoy, but quickly become bored with.

Strangely, I am a lucid dreamer, so it seems only my voluntary visual imagination is affected. Although, I never really understood the whole “counting sheep” thing as a child: I couldn’t see any sheep so I assumed it was just a synonym for counting.

I’d love to take myself back to certain memories, such as when I’ve had an amazing holiday or when I first held my daughter. I can only look at photos. I’m really envious of people who can picture themselves on a desert island to relieve stress.

On the flip side, I suspect it’s helpful in cases where worry may be overwhelming, in that I don’t ever spiral into crippling fear and imagine a situation over and over, as some people do.

I sometimes wonder if my daughter has aphantasia, but nothing she has said or done so far makes me think so. I asked her what it looks like when she closes her eyes, and she said she sees things like a video playing in her head.

I’d love to experience life with a mind’s eye. I think it’d be cool – and beneficial – to imagine things so vividly. If you offered me a day with a visual imagination, I’d swap. Except I think it’d be so brilliant that I wouldn’t want to give it back.


Evaluación

Many causes of double vision can be very serious. The following information can help people know when to see a doctor and what to expect during the evaluation.

Warning signs

In people with double vision, certain symptoms and characteristics are cause for concern. Incluyen

Any symptoms besides double vision that could represent nervous system dysfunction (for example, weakness or paralysis, numbness, speech or language problems, trouble swallowing or walking, vertigo, headache, incontinence, or clumsiness)

Bulging of the eye (proptosis)

Recent injury to the eye or head

When to see a doctor

Double vision should always be evaluated by a doctor even if it is temporary. People who have warning signs should be evaluated by a doctor right away, usually in an emergency department. All people who have double vision, even if it has resolved, should see a doctor as soon as convenient, usually within a few days.

What the doctor does

Doctors first ask questions about the person's symptoms and medical history. Doctors then do a physical examination. What they find during the medical history and physical examination helps suggest a cause of the double vision and any tests that need to be done (see table Some Causes of Double Vision).

Doctors want to know whether double vision involves one or both eyes and whether it is constant or comes and goes. They also ask whether the images are side by side or on top of one another and whether double vision tends to occur only when the person is gazing in a particular direction. Doctors ask about any pain, numbness of the forehead or cheek, facial weakness, vertigo, and swallowing or speech problems because these symptoms may indicate a cranial nerve problem. Doctors also ask about symptoms of other nervous system problems and symptoms of other disorders.

The most important part of the physical examination is the eye examination. Doctors check the person's vision. They also carefully look for bulging of one or both eyes and a drooping eyelid and check how the pupils respond to light. They check the eyes' movements by asking the person to follow their finger as it moves up and down and far to the right and to the left. Doctors then use a slit lamp (an instrument that enables a doctor to examine the eye under high magnification) and ophthalmoscopy to examine the internal structures of the eyes.

Symptoms and examination findings can provide helpful information about which causes are most likely. For example, if double vision comes and goes and there are other symptoms of possible nervous system dysfunction, myasthenia gravis and multiple sclerosis are among the likely causes. If the eyes do not point in the same direction, the direction of gaze in which double vision occurs sometimes indicates which cranial nerve is dysfunctional.

Pruebas

People with double vision in one eye usually are referred to an ophthalmologist (a medical doctor who specializes in the evaluation and treatment—surgical and nonsurgical—of eye disorders). Testing is not needed before the person is referred. The ophthalmologist examines the person's eyes carefully for eye disorders.

In people with double vision affecting both eyes, more testing is often needed because many disorders may cause binocular double vision. Tests depend on what doctors find during the history and physical examination.

Most people require imaging with magnetic resonance imaging (MRI) or computed tomography (CT) to detect abnormalities of the eye socket (orbit), skull, brain or spinal cord. Imaging may need to be done right away if doctors think an infection, an aneurysm, or a stroke is the cause of double vision.

In people with symptoms of Graves disease (such as bulging of the eyes, eye pain, watering, and an enlarged thyroid gland), thyroid tests (serum thyroxine [T4] and thyroid-stimulating hormone [TSH] levels) are done. Testing for myasthenia gravis and multiple sclerosis may be needed, particularly if double vision comes and goes.

Not all people require testing. Some cases of double vision clear up without treatment. If symptoms and examination findings suggest no serious cause, doctors may recommend that the person's eyes be checked regularly for a few weeks to see whether the vision clears up before they recommend any testing.


After Images

Color is light and colored objects absorb and reflect different wavelengths. Light & color are seen by the human eye because of the two types of photoreceptor cells - rods and cones - located in the retina of the eye. Rods are sensitive to light and dark cones are sensitive to red, green & blue light and responsible for color vision. These photoreceptors convey the color of light to our brain. (Learn more about rods and cones, at BiologyMad.com)

When our eyes are exposed to a hue for a prolonged period, the rods & cones become fatigued. You might notice this if you are reading something on colored paper, and then look away—you often see the inverse, or complement, of the image. This occurrence can be advantageous if you are seeking the opposite, or contrast, of a color. This may be dismaying to a viewer if presented with prolonged exposure to colored screens or reading materials.

Every color has an opposite, and although individual's perceptions do vary, the range of after images seen is consistent.

Take the After Image Test

Stare at this image for at least 20 seconds. When finished, click on the image or the link below to proceed to the next page.

Learn more about perceptual opposites. Continue the tutorial and view: After Images