¿Son los colores solo ilusiones que crean nuestros cerebros?

La visión del color es la capacidad de distinguir diferentes longitudes de onda de radiación electromagnética. La visión del color se basa en un mecanismo de percepción cerebral que trata la luz con diferentes longitudes de onda como diferentes estímulos visuales (por ejemplo, colores). Los fotorreceptores habituales insensibles al color (los bastones en los ojos humanos) solo reaccionan a la presencia o ausencia de luz y no distinguen entre longitudes de onda específicas.

Podemos argumentar que los colores no son reales, son "sintetizados" por nuestro cerebro para distinguir la luz con diferentes longitudes de onda. Mientras que las varillas nos dan la capacidad de detectar la presencia e intensidad de la luz (y así permiten que nuestro cerebro construya la imagen del mundo que nos rodea), la detección específica de diferentes longitudes de onda a través de canales independientes le da a nuestra visión del mundo una resolución adicional. Por ejemplo, los colores rojo y verde parecen tonos de gris casi idénticos en fotografías en blanco y negro.

Un animal con visión en blanco y negro por sí solo no podrá hacer una distinción entre, digamos, una manzana verde y una roja, y no sabrá cuál sabe mejor antes de probar ambas según el color. Los biólogos evolucionistas creen que los antepasados ​​humanos desarrollaron la visión del color para facilitar la identificación de frutos maduros, lo que obviamente proporcionaría una ventaja en el competitivo mundo natural.

El por qué ciertas longitudes de onda se combinan con ciertos colores sigue siendo un misterio. Técnicamente, el color es una ilusión creada por nuestro cerebro. Por lo tanto, no está claro si otros animales ven los colores de la misma manera que nosotros los vemos. Es probable que, debido a la historia evolutiva compartida, otros vertebrados vean el mundo coloreado de manera similar a como lo vemos nosotros. Pero la visión del color es bastante común en el vasto reino animal: los insectos, arácnidos y cefalópodos son capaces de distinguir colores.

¿Qué tipo de colores ven estos animales?

La visión humana del color se basa en tres fotorreceptores que detectan los colores primarios: rojo, verde y azul. Sin embargo, algunas personas carecen de fotorreceptores rojos (son "bicromatos") o tienen un fotorreceptor adicional que detecta en algún lugar entre los colores rojo y verde ("tetracromatos"). Obviamente, tener solo 3 fotorreceptores no limita nuestra capacidad para distinguir otros colores.

Cada fotorreceptor puede absorber una gama bastante amplia de longitudes de onda de luz. Para distinguir un color específico, el cerebro compara y analiza cuantitativamente los datos de los tres fotorreceptores. Y nuestro cerebro hace esto con notable éxito: algunas investigaciones indican que podemos distinguir colores que corresponden a diferencias de longitud de onda de solo 1 nanómetro.

Este esquema funciona de la misma manera en la mayoría de los animales vertebrados superiores que tienen visión de colores. Aunque la capacidad para distinguir entre tonos específicos varía significativamente entre las especies, los humanos tienen una de las mejores capacidades para distinguir colores.

Sin embargo, los invertebrados que han desarrollado la visión del color (y la visión en general) de manera completamente independiente de nosotros demuestran enfoques notablemente diferentes para la detección y el procesamiento del color. Estos animales pueden tener una cantidad excepcionalmente grande de receptores de color. El camarón mantis, por ejemplo, tiene 12 tipos diferentes de fotorreceptores. La mariposa moscardón común tiene incluso más: 15 receptores.

¿Significa que estos animales pueden ver colores adicionales inimaginables para nosotros? Quizás sí. Algunos de sus fotorreceptores operan en una región bastante estrecha del espectro de luz. Por ejemplo, pueden tener 4-5 fotorreceptores sensibles en la región verde del espectro visual. Esto significa que para estos animales los diferentes tonos de verde pueden parecer tan diferentes como los colores azul y rojo aparecen a nuestros ojos. Una vez más, las ventajas evolutivas de tales adaptaciones son obvias para un animal que vive entre los árboles y la hierba, donde la mayoría de los objetos, como los vemos, están coloreados en varios tonos de verde.

Los investigadores intentaron probar si un conjunto más complicado de receptores visuales proporciona alguna ventaja para los animales cuando se trata de distinguir entre los colores principales. Los hallazgos muestran que este no es necesariamente el caso, al menos no para el camarón mantis. A pesar de la impresionante variedad de receptores que detectan la luz en una parte mucho más amplia del espectro electromagnético en comparación con los humanos, la capacidad de los camarones para distinguir colores es excelente en comparación con nosotros. Sin embargo, determinan los colores rápidamente. Probablemente esto sea más importante para fines prácticos, ya que los camarones mantis son depredadores. Una gran cantidad de fotorreceptores permite su activación rápida en longitudes de onda de luz específicas y, por lo tanto, comunican directamente al cerebro qué longitud de onda específica se detectó. En comparación, los humanos tienen que evaluar y cuantificar las señales de los tres fotorreceptores para decidir un color específico. Esto requiere más tiempo y energía.

Además de emplear un número diferente de fotorreceptores para detectar la luz de longitudes de onda específicas, algunos animales pueden detectar luz que los humanos somos completamente incapaces de ver. Por ejemplo, muchas aves e insectos pueden ver en la parte ultravioleta del espectro. Los abejorros, por ejemplo, tienen tres fotorreceptores que absorben en las regiones UV, azul y verde del espectro. Esto los convierte en tricromatos, como los humanos, pero con la sensibilidad espectral desplazada al extremo azul del espectro. La capacidad de detectar la luz ultravioleta explica por qué algunas flores tienen patrones visibles solo en esta parte del espectro. Estos patrones atraen insectos polinizadores, que tienen la capacidad de ver en esta región espectral.

Varios animales pueden detectar la luz infrarroja (la radiación de longitud de onda larga) emitida por cuerpos y objetos calientes. Esta habilidad facilita significativamente la caza de serpientes que generalmente buscan presas pequeñas de sangre caliente. Verlos a través de receptores de detección de infrarrojos es, por lo tanto, una gran herramienta para los reptiles de movimiento lento. Los fotorreceptores sensibles a la radiación IR en las serpientes no están ubicados en sus ojos sino en "órganos de pozo" ubicados entre los ojos y las fosas nasales. El resultado sigue siendo el mismo: las serpientes pueden colorear objetos según la temperatura de su superficie.

Como muestra este breve artículo, los humanos podemos ver y analizar solo una pequeña parte de la información visual disponible para otras criaturas. La próxima vez que vea una mosca humilde, piense en lo diferente que percibe las mismas cosas que ambos miran.

REFERENCIAS

Skorupski P, Chittka L (2010) Sensibilidad espectral del fotorreceptor en el abejorro, Bombus impatiens (Himenópteros: Apidae). PLoS ONE 5 (8): e12049. doi: 10.1371 / journal.pone.0012049

Thoen HH, How MJ, Chiou TH, Marshall J. (2014) Una forma diferente de visión del color en el camarón mantis. Science 343 (6169): 411-3. doi: 10.1126 / science.1245824

Chen P-J, Awata H, Matsushita A, Yang E-C y Arikawa K (2016) Riqueza espectral extrema en el ojo de la mariposa moscardón común, Sarpedón Graphium. Frente. Ecol. Evol. 4:18. doi: 10.3389 / fevo.2016.00018

Arikawa, K., Iwanaga, T., Wakakuwa, M. y Kinoshita, M. (2017) Expresión temporal única de Opsinas de longitud de onda larga triplicadas en el desarrollo de ojos de mariposa. Fronteras en los circuitos neuronales, 11, 96. doi: 10.3389 / fncir.2017.00096

Este artículo invitado apareció originalmente en el galardonado blog de ciencia y salud y en la comunidad temática del cerebro, BrainBlogger: How the Brain Perceives Colors?