Explican por qué vemos más grandes los objetos claros que los oscuros

Esta semana se conmemora el 450 aniversario del nacimiento de Galileo Galilei (Pisa, 15 de febrero de 1564 – Arcetri, 8 de enero de 1642).

Uno de los fenómenos que desconcertaba al famoso astrónomo era por qué el aspecto de planetas como Venus se presentaba ‘ampliado’ cuando se miraba a simple vista.

De hecho, parecía ser ocho o diez veces más grande que Júpiter y, sin embargo, al observar ambos con el telescopio el gigante gaseoso era cuatro veces o más grande que Venus.

Galileo se dio cuenta de que esta ilusión óptica no la producía el objeto, sino nuestros ojos, aunque no entendía el mecanismo: “Quizá sea porque su luz se refracta en la humedad que cubre la pupila, o porque se refleja desde los bordes de los párpados y luego estos rayos se difunden sobre la pupila, o por alguna otra razón”.

Las generaciones posteriores de científicos asumieron y compararon la existencia de este efecto óptico con lo que ocurre por el vaho en una lente empañada, pero no fue hasta el siglo XIX cuando el físico y médico alemán Hermann von Helmholtz se planteó en su Tratado de Óptica Fisiológica que se necesitaba algo más para explicar esta ilusión, además de notar que tenemos mejor resolución espacial para las cosas oscuras que para las iluminadas.

Ahora investigadores de la Universidad Estatal de Nueva York parecen haber encontrado la respuesta: Nuestra respuesta neuronal a los objetos claros y oscuros es diferente, ya que se procesa por canales distintos (ON y OFF) que no actúan de la misma manera.

“Los canales ON y OFF son vías de información que comienzan en la retina”, explica a Sinc el director del trabajo, el español José Manuel Alonso, “de tal forma que las células ON responden a la luz ON –los objetos claros– y las células OFF lo hacen a luz OFF –objetos oscuros–”.

Respuesta no lineal

Mediante el examen de las respuestas de las neuronas en el sistema visual del cerebro, los científicos han demostrado que los estímulos oscuros producen una respuesta neuronal fiel que representa exactamente el tamaño del objeto.

Sin embargo, los estímulos con luz ofrecen una respuesta no lineal exagerada que hacen que estos se vean más grandes, como le ocurría a Galileo con Venus.

En su estudio, que publica esta semana la revista PNAS, los neurocientíficos han comprobado que los lunares o puntos blancos sobre fondo negro se ven más grandes que los mismos lunares o puntos cuando son negros sobre fondo blanco.

Al rastrear este fenómeno como una función de la forma en que las neuronas se colocan y se conectan en la retina y el cerebro, los autores consideran que probablemente esta ilusión se estableció en los fotorreceptores de los ojos desde los orígenes de la visión.

Según los autores, este efecto es el responsable de la forma en que vemos todo, desde las texturas hasta las caras, con sus partes claras y oscuras, además de explicar por qué es más fácil leer esta noticia con letras negras sobre fondo blanco –tenemos más resolución para lo oscuro– y no al revés.

Referencia bibliográfica:

Jens Kremkow, Jianzhong Jin, Stanley Jose Komban, Yushi Wang, Reza Lashgari, Xiaobing Li, Michael Jansen, Qasim Zaidi, Jose-Manuel Alonso. Neuronal nonlinearity explains greater visual spatial resolution for darks than lights. PNAS (2014). DOI: 10.1073/pnas.1310442111.