¿Por qué el sistema visual humano produce un parche brillante después de mirar una fuente de luz brillante y apartar la mirada?

La persistencia que observa cuando mira una luz brillante durante un período corto de tiempo se llama ceguera por destello . El fenómeno está relacionado con la respuesta de su retina al estallido de luz. Citando del artículo de Wikipedia:

La ceguera por flash es causada por el blanqueamiento (sobresaturación) del pigmento retiniano. A medida que el pigmento vuelve a la normalidad, también lo hace la vista. A la luz del día, la pupila del ojo se contrae, lo que reduce la cantidad de luz que entra después de un flash. Por la noche, la pupila adaptada a la oscuridad está completamente abierta, por lo que la ceguera por flash tiene un efecto mayor y dura más.

El ojo humano es un dispositivo interesante. Una de las cosas más asombrosas que hace es ajustar el brillo, y puede hacerlo en 10 órdenes de magnitud.

Desde una perspectiva de procesamiento de señales, se puede explicar de la siguiente manera:

Hay algunas formas diferentes de hacerlo, pero la forma más básica es un filtro de paso alto, con un corte de alrededor de 0,25-0,3 Hz. Por lo tanto, si observa una fuente de luz brillante durante un período de tiempo, verá que la señal es demasiado brillante, hasta que el filtro pueda restablecerse a una señal media cero. Después de eso, la imagen desaparecerá.

Por supuesto, hay muchas sutilezas, pero ese es el efecto principal.

Para ilustrar esto, he incluido 2 gráficos, el primero de una señal que cambia durante un largo período de tiempo entre 2 valores extremos, el segundo de uno que cambia rápidamente con el tiempo. Estos gráficos provienen de una clase que tomé y aprendí a modelar la neurona del ojo de una mosca, que se comporta de manera muy similar a un ojo humano. La señal en 0.5 corresponde a un valor de señal de tipo gris, es un artefacto de algunos de los otros pasos de procesamiento. Este es un modelo complejo, pero el quid de la misma es un filtro de paso alto con un paso de tiempo de 3 segundos. El tiempo anterior a 40 es para permitir que el filtro se normalice antes de inyectar una señal, evita tener que conocer muy bien las condiciones iniciales del sistema.

La segunda figura muestra lo que sucede con un tiempo transitorio más típico, del orden de 10 Hz. Tenga en cuenta que la señal pasa casi sin demora.

En tu ojo hay receptores de luz de dos tipos: bastones y conos . Los bastones son sensibles al nivel de brillo, pero no pueden discernir el color, mientras que los conos no son muy sensibles a la luz, pero permiten la percepción del color. Ambos son tipos de fotorreceptores que transducen la luz física.

La respuesta física de los conos y bastones a la luz no es inmediata y, por lo tanto, existe una cierta respuesta transitoria de cada fotorreceptor a la luz. Cuando la luz que está mirando es demasiado brillante, algunas de sus células fotorreceptoras entran en una especie de estado "saturado", y les lleva mucho tiempo, debido a ese comportamiento transitorio, volver a estabilizarse para "ver" la oscuridad. de nuevo.