Senzaţia cromatică şi sensibilitatea la lumină

optometrist
Maria-Raluca Focşa
Masterand la Facultatea de Inginerie Mecanică

Percepţia culorii reprezintă rezultatul interacţiunii între radiaţiile electromagnetice cu lungimi de undă cuprinse între 375-770 nm, cu celulele fotoreceptoare retiniene.

Senzaţia cromatică este un fenomen complex, punând în joc mecanisme de codare şi transmitere a informaţilor până la nivelul cortexului occipital.

Caracteristicile culorilor spectrale

Din punct de vedere fizic, o radiaţie luminoasă de o anumită culoarea poate fi definită prin doi parametrii:lungimea de undă şi intensitatea energetică. Lungimea de undă pentru radiaţiile din spectrul vizibil este cuprinsă în domeniul 375 nm- 770 nm, domeniu care conţine aproximativ 1/8 din radiaţiile din univers. Radiaţiile cu lungime mai mare de 770 nm poartă numele de infraroşii (IR), iar cele cu lungimi de undă sub 375 nm se numesc ultraviolete (UV). Intensitatea energetică este definită ca energia radiantă care traversează normal unitatea de suprafaţă în unitatea de timp.

Caracterul psihosenzorial al senzaţiei cromatice este influenţat de 3 elemente: tonalitate, saturaţie şi luminozitate.

Tonalitatea este definită prin lungimea de undă. Cea mai mică variaţie a lungimii de undă care provoacă apariţia unei tonalităţi diferite, defineşte sensibilitatea spectrală diferenţială, ale cărei valori minime sunt situate la mijlocul spectrului vizibil (între 490 şi 590 nm).

Saturaţia sau puritatea colorimetrică reprezintă concentraţia în radiaţii de aceeaşi lungime de undă. Reducerea saturaţiei se obţine prin amestecul culorii cu culoarea albă. Evident, culorile situate la extremităţile spectrului (roşu, violet) sunt mai saturate decât culorile aflate la mijlocul acestuia (galben, verde).

Combinarea stărilor de tonalitate şi saturaţie determină perceperea a aproximativ 17.000 de senzaţii diferite.

Luminozitatea este legată de nivelul intensităţii energetice a radiaţiilor şi este corelată cu uşurinţa cu care un stimul colorat poate fi perceput.

Culorile cu tonalitate diferită chiar dacă au energii luminoase egale nu dau aceeaşi senzaţie de luminozitate. In cadrul vederii diurne (domeniul fotopic) , maximum de luminozitate şi sensibilitate în spectru este pentru culoarea verde, iar în luminanţa scotopică (la vederea pe timp de noapte), regiunea cu luminozitate maximă se deplasează spre albastru (560 nm). Acesta reprezintă fenomenul Purkinje şi constă deci în modificarea domeniului de sensibilitate maxima a ochiului în spectru, ca urmare a stării de adaptare a ochiului.

Perceperea culorilor este deci influenţată de:

  • variaţii care ţin de stimuli: nivelul de luminozitate (existând această diferenţă între sensibilitatea spectrală scotopică şi fotopică); timpul

de latenţă şi persistenţa senzaţiei (pentru stimulii coloraţi timpii de latenţă sunt mai mari pentru lungimile de undă scurte şi cresc odată cu creşterea lungimii de undă a culorii); localizarea stimulării (deplasarea punctului de penetrare a fasciculului luminos de la nivelul centrului pupilei către periferia acesteia, modifică nivelul de luminozitate, eficacitatea fiind maximă dacă penetrarea este centrală); influenţa fondului (caracteristicile cromatice ale unei suprafeţe mici sunt modificate în funcţie de luminozitatea şi culoarea fondului). O culoare pare mai saturată decât este de fapt, dacă este observată pe un fond alb; din contră, dacă culoarea fondului este foarte apropiată, sau este neagră, culoarea va părea nesaturată)

  • variaţii ce ţin de persoană: fenomene de adaptare cromatică; parametrii optici (lentilele ochiului absorb lungimile de undă scurte). Pentru subiecţii tineri, absorbţia este semnificativă numai pentru lungimile de undă mai mici de 450 nm, în timp ce la vârstnici pragul este de la 550 nm sau 600 nm); aberaţia cromatică – cristalinul nu prezintă corecţie pentru aberaţia cromatică. Lungimile de undă din zona albastră a spectrului sunt focalizate mai aproape de cristalin decât lungimile de undă din zona verde şi acestea mai puţin decât radiaţiile roşii, deoarece lungimile de undă scurte sunt refractate mai puternic decât cele lungi; mărimea pupilei (modifică nivelul iluminării retiniene); micşorarea pupilei la un diametru mai mic de 2 mm micşorează perceperea culorilor;
  • alţi parametri -în funcţie de sex -se observă că sensibilitatea spectrală diferenţială este mai bună la femei. Vârsta este de asemenea un factor important; distingerea culorilor fiind normală numai după vârsta de trei ani, apoi atingând un maxim de performanţă la adultul tânăr, după care apare o degradare progresivă, legată pe de o parte de scăderea iluminării retiniene, pe de altă parte de mecansime biologice cu sediu retinian.

Cum percepem culorile?

  1. Recepţia mesajului colorat.

Fiziologia vederii colorate este legată de conurile retinei, care sunt celulele receptoare pentru vederea diurnă. Young a fost primul care a susţinut existenţa a trei tipuri de conuri, care conţin fiecare câte un pigment fotosensibil pentru una din culorile fundamentale, roşu, verde, albastru, in anul 1801. Percepţia culorii unui obiect depinde de cantitatea de energie absorbită, deci de spectrul de absorbţie al pigmentului. Codificarea informaţiei colorate nu se realizează la nivelul fotoreceptorilor întrucât repartiţia celor trei tipuri de conuri nu este identică şi diferă de la o persoană la alta, existând o proporţie cam de 3 la 1 pentru conurile cu pigment fotosensibil pentru roşu faţă de conurile cu pigment fotosensibil pentru verde.

  • Codificarea şi transmisia.

Celulele vizuale, în speţă cele care asigură percepţia cromatică, se conectează la un câmp receptor. Anatomic, câmpul receptor cuprinde toate celulele receptoare conectate direct sau indirect la celula studiată. Fiziologic, câmpul receptor cuprinde toate părţile retinei, care stimulate adecvat influenţează activitatea celulei studiate.

Între celulele retiniene se stabilesc interacţiuni excitatorii şi inhibitorii. În periferia sistemului vizual se găsesc două tipuri de celule: celule cu răspuns simplu pentru culori şi celule cu răspuns dublu pentru culori. La nivel central se întâlnesc celule cu proprietăţi complexe care dau culoarea şi orientarea spaţială a stimulului.

Celulele cu răspuns simplu sunt primele celule cu proprietăţi de codificare descoperite în sistemul nervos. Aceste celule produc un răspuns de o anumită polaritate pentru o lungime de undă şi un răspuns de polaritate opusă pentru culoarea complementară. Interacţiunea reciproc inhibitorie dintre două culori semnifică faptul că percepţia uneia din culori scade sensibilitatea pentru culoarea complementară.

Celulele cu răspuns dublu pentru culori au câmpul receptor organizat antagonic centru-periferie. Când tot câmpul retinian este luminat, activitatea zonei centrale este dominantă asupra celei periferice.

Celulele centrale se găsesc la nivelul cortexului striat. Ele sunt de trei tipuri: simple, complexe şi hipercomplexe. Celulele simple răspund la stimuli în formă de bară cu o anumită orientare spaţială. Celulele complexe răspund la stimuli coloraţi în formă de bară şi cu o anumită orientare

spaţială, dar la aceste celule dispare organizarea antagonică centru-periferie a câmpului receptor.

Celulele hipercomplexe răspund la stimuli cromatici din anumite zone ale câmpului receptor sau care se deplasează pe anumite direcţii; ele dau informaţii mai detaliate asupra stimului vizual (mărime, direcţie, formă, culoare).

Ce este sensibilitatea la lumină?

Sensibilitate la lumină este o afecţiune care ţine de o senzaţie de inconfort la recepţionarea luminii care vine de la obiecte, pe care o pot avea:

  • Cei care au probleme oculare medicale (diabet / cataractă) care pot afecta contrastul şi vederea nocturnă.
  • Cei care iau medicamente care pot cauza sensibilitate la lumină (reacţie la tratamentul cu: tetraciclină, doxicilină, belladonna, sau chinină, sau poate semnala deficienţă de vitamina B2.).
  • Copii – având ochiul în dezvoltare, pupila este mai largă, ţesuturile sunt mai puţin pigmentate; cristalinul este translucid şi nu filterează razele dăunătoare UV înainte de 10-12 ani. Până la această vârstă, 75% din lumina dăunătoare ajunge la retină (faţă de 10% la 25 de ani). Copii care au glaucom congenital sau cataractă congenitală sunt predispuşi la sensibilitate la lumină. De asemenea copii miopi strâng din ochi la lumină puternică.
  • Cei care au avut intervenţii chirurgicale suferite de curând (cataractă, glaucom etc.).
  • Cei care au afecţiuni mai grave dar tratabile, printre care se regăsesc: pojar, hipertensiune, boala Basedow Graves (guşa exoflatmică), meningită, encefalită, botulismul, rabia sau intoxicaţia cu mercur sau cei care au migrene;.
  • Cei care au ochi sensibili la lumină (cele mai afectate sunt persoanele cu ochii deschişi la culoare, adică verzi sau albaştri. Culoarea ochilor este dată de un pigment care creează un ecran protector. La cei cu ochi căprui este mai pronunţat, iar la persoanele cu ochi deschişi la culoare, pigmentul este mai diminuat şi astfel, le pătrunde în ochi o lumină care e percepută ca fiind mai puternică şi îi deranjează, (creând sensibilitatea la lumină) şi cei care au midriază congenitală.
  • Cei care au consumat în exces băuturi alcoolice, cocaină, amfetamine sau alte medicamente.
  • Cei care lucrează foarte mult la calculator.

Bibliografie
Cernea, Paul, „Tratat de oftalmologie”, Editura Medicală, Bucureşti, 2002.
http://es.wikipedia.org/wiki/Optometry www.csid.upt.ro/course_docs/fizica  Modul-5

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.