La retina: sitio donde el cerebro se asoma al mundo

En 1666, Isaac Newton realizó un experimento muy sencillo, pero visualmente muy atractivo. Hizo pasar un haz de luz solar a través de un prisma y proyectó el resultado sobre una pared. Lo que observó fue una banda de colores muy similar a la que aparece en un arcoíris. A partir de este experimento, Newton demostró que la luz solar no es homogénea, sino que está compuesta por múltiples colores. En términos físicos, cada uno de estos colores corresponde a una longitud de onda. Cuando la luz blanca atraviesa un prisma, este separa las diferentes longitudes de onda y produce la dispersión de los colores rojo, naranja, amarillo, verde, índigo, azul y violeta.

Sin embargo, los colores que percibimos sólo son una pequeña fracción de todas las longitudes de onda que existen en la naturaleza.

El espectro electromagnético incluye muchos otros tipos de radiación, como las ondas de radio, los rayos X y los rayos gamma, que nuestros ojos no pueden detectar. La porción que sí podemos percibir se conoce como espectro de luz visible. La detección de esta luz ocurre en una región del ojo llamada retina, ubicada en la parte más profunda del globo ocular.

De longitudes de onda a señales eléctricas

La retina está organizada en tres capas que contienen diversos tipos de neuronas. En la capa nuclear externa, que se ubica en la parte más profunda del globo ocular, se encuentran los fotorreceptores, células capaces de detectar los fotones asociados a las distintas longitudes de onda de la luz.

Los fotorreceptores incluyen dos tipos principales: conos y bastones. En humanos existen tres tipos de conos especializados en detectar longitudes de onda cortas (azul), medias (verde) y largas (rojo).

La combinación de sus señales produce la enorme diversidad de colores que percibimos. Por ejemplo, si recibimos simultáneamente longitudes de onda verde y roja percibimos amarillo, mientras que la combinación de los tonos azul y rojo produce magenta, por citar sólo algunos ejemplos.

Los conos contienen proteínas llamadas opsinas, asociadas a un cromóforo sensible a la luz llamado cis-retinal. Cuando un fotón es absorbido por esta molécula ocurre un proceso llamado isomerización, en el cual el cis-retinal cambia su estructura y se convierte en trans-retinal.

Este cambio modifica la forma tridimensional de la opsina y desencadena una cascada de señales dentro del fotorreceptor que provoca la disminución en la liberación del neurotransmisor glutamato.

Esta señal es detectada por otras neuronas de la capa nuclear interna, como las células bipolares, horizontales y amácrinas, que forman circuitos eléctricos capaces de responder a la presencia de luz, a la oscuridad o a diferentes combinaciones de longitudes de onda.

Finalmente, estas señales llegan a la capa de células ganglionares, cuyas neuronas poseen axones que se agrupan para formar el nervio óptico. Los nervios ópticos de ambos ojos salen de la retina, se cruzan en el quiasma óptico y posteriormente envían la información a una región del cerebro llamada núcleo geniculado lateral, especializada en el procesamiento de la información visual.

Percepción del color en animales

La percepción de los colores no es la misma en todas las especies animales. Algunas, como las aves y los peces, pueden detectar también la luz ultravioleta, ya que poseen conos con opsinas especializadas capaces de absorber estas longitudes de onda.

En contraste, algunos roedores tienen sólo dos tipos de conos y pueden percibir principalmente longitudes de onda cortas y medias, pero carecen de conos sensibles a longitudes de onda largas, por lo que no distinguen bien los colores rojos.

Alguna vez me preguntaron si nuestras mascotas, como los perros y gatos, ven el mundo en blanco y negro o si también pueden percibir colores. En realidad sí ven a color, pero al igual que los roedores poseen únicamente dos tipos de conos y no cuentan con una opsina sensible al rojo, por lo que su visión del color es más limitada que la de los humanos.

La visión, una combinación de múltiples disciplinas

Así, cuando observamos un arcoíris o los colores que nos rodean, estamos presenciando mucho más que la descomposición de la luz descrita por Newton.

Estamos viendo el resultado de una cadena de eventos que comienza con la física de la luz y culmina en reacciones eléctricas dentro de nuestros ojos. El color no es sólo una propiedad de la luz, sino el resultado de la interacción entre óptica y neurobiología.

*INSTITUTO DE NEUROBIOLOGÍA, UNAM, CAMPUS JURIQUILLA