¿Cómo nuestros ojos detectan la luz en diferentes frecuencias?

Respuesta corta Los
potenciales de acción generados para diferentes colores son similares en todo el sistema nervioso y no codifican el color como tal. En cambio, las diferentes células sensibles al color en la retina están conectadas a diferentes neuronas y estas señales específicas del color se mantienen segregadas hasta las áreas corticales visuales superiores.

Antecedentes Los
potenciales de acción son bastante similares en todo el sistema nervioso. Sin embargo, las células sensoriales sensibles al color en la retina , llamadas conos , vienen en tres sabores: rojo, verde y azul. Estos colores forman el sistema RGB al igual que en su televisor LED y juntos pueden hacer todos los millones de colores disponibles. Estos tres conos finalmente hacen sinapsis con neuronas sensoriales secundarias específicas del color (Fig. 1).

Por lo tanto, los conos R, G y B generan potenciales de acción idénticos en las neuronas aguas abajo, el truco es que lo hacen en diferentes células ganglionares de la retina y a diferentes velocidades de disparo dependiendo de la intensidad de la luz a la que es sensible ese cono en particular. Estas diferentes clases de células ganglionares de la retina se proyectan en diferentes clases de neuronas en el tronco encefálico ( núcleo geniculado lateral o LGN) y, en última instancia, en diferentes neuronas en las áreas visuales corticales superiores del cerebro.

^{Fig. 1. Diferentes clases de conos hacen sinapsis con diferentes clases de neuronas sensoriales secundarias en la retina. fuente: Fundación Discovery Eye}

La razón por la que podemos diferenciar millones de colores puede explicarse por el modelo de visión del color de Hering (Fig. 2). Básicamente, los diferentes conos convergen por pares en las celdas sensibles al color del oponente. El sistema oponente rojo-verde, por ejemplo, opera pesando la cantidad de rojo y verde en la señal entrante. Esta ponderación da como resultado un sistema analógico que puede codificar millones de colores a lo largo del eje rojo-verde (Fig. 3).

^{Fig. 2. Modelo de visión cromática de Hering. fuente: Webvision}

^{Fig. 3. Eje de color rojo-verde. fuente: SO}

¿Cómo se puede convertir un estímulo menor, que resulta en una cadena de potenciales de acción de "todo o nada" en algo tan específico como la visión del color?

La fototransducción visual es la de las respuestas a su pregunta.

Es un proceso por el cual la luz se convierte en señales eléctricas en los bastones, conos y células ganglionares fotosensibles de la retina del ojo. Este ciclo fue elucidado por George Wald (1906-1997) por lo que recibió el Premio Nobel en 1967. Se le llama así "Ciclo visual de Wald" en su honor.

Visión general

El ciclo visual es la conversión biológica de un fotón en una señal eléctrica en la retina. Este proceso ocurre a través de receptores acoplados a proteína G llamados opsinas que contienen el cromóforo 11-cis retinal. El retinal 11-cis está unido covalentemente a la opsina. Cuando es golpeado por un fotón, el retinal 11-cis sufre fotoisomerización a retinal todo trans, lo que cambia la conformación de la opsina y conduce a cascadas de transducción de señales que provocan el cierre del canal catiónico activado por GMP cíclico y la hiperpolarización de la célula fotorreceptora.

Transducción de señales

En la oscuridad , el glutamato se secreta continuamente en la sinapsis entre los fotorreceptores y las células bipolares.

Debido a la luz

1) Un fotón de luz interactúa con el retinal en una célula fotorreceptora. El retinal sufre isomerización, cambiando de la configuración 11-cis a la configuración totalmente trans.

2) Retinal ya no encaja en el sitio de unión de opsina.

3) Por lo tanto, la opsina sufre un cambio conformacional a metarodopsina II. La metarodopsina II es inestable y se divide, produciendo opsina y todo trans retinal.

4) La opsina activa la proteína reguladora transducina.

5) Esto hace que la transducina se disocie de su GDP unido y se una a GTP, luego la subunidad alfa de la transducina se disocia de las subunidades beta y gamma, con el GTP todavía unido a la subunidad alfa.

6) El complejo subunidad alfa-GTP activa la fosfodiesterasa o PDE. La PDE descompone el cGMP en 5'-GMP.

7) Esto reduce la concentración de cGMP y, por lo tanto, se cierran los canales de sodio.

8) El cierre de los canales de sodio provoca la hiperpolarización de la célula debido a la salida continua de iones de potasio.

9) La hiperpolarización de la célula hace que se cierren los canales de calcio activados por voltaje. A medida que disminuye el nivel de calcio en la célula fotorreceptora, también disminuye la cantidad del neurotransmisor glutamato que libera la célula.

10) Una disminución en la cantidad de glutamato liberado por los fotorreceptores provoca la despolarización de las células bipolares en el centro (células bipolares en cono y bastón) y la hiperpolarización de las células bipolares en cono descentradas.

Conducción de impulsos Como lo explica AliceD anteriormente a través de CN 2 utilizando el principio de línea etiquetada.

¿Cómo nuestros ojos detectan la luz en diferentes frecuencias?

Se reciben diferentes frecuencias a través de diferentes fotorreceptores, es decir, diferentes pigmentos en conos. El mecanismo tricolor es el más famoso. Aquí, nuestros ojos pueden detectar tres colores diferentes , rojo, verde y azul . Estos se mezclan adecuadamente para la detección de diferentes colores.

Por ejemplo: 99:42:0 le dará la percepción del color naranja. Lo que significa 99% Rojo 42% Verde y 0% Azul.