El ojo humano: características
CARACTERISTICAS DEL OJO HUMANO
El 50 % de la información que recibimos de nuestro entorno la recibimos a través de los ojos. La ingente información que recibimos en un simple vistazo a nuestro entorno se guarda durante un segundo en nuestra memoria y luego la deshechamos casi toda. ¡No nos fijamos en casi nada!
El ojo humano es un sistema óptico formado por un dioptrio esférico y una lente, que reciben, respectivamente, el nombre de córnea y cristalino, y que son capaces de formar una imagen de los objetos sobre la superficie interna del ojo, en una zona denominada retina, que es sensible a la luz.
El ojo humano es un sistema óptico formado por un dioptrio esférico y una lente, que reciben, respectivamente, el nombre de córnea y cristalino, y que son capaces de formar una imagen de los objetos sobre la superficie interna del ojo, en una zona denominada retina, que es sensible a la luz.
En la figura anterior se ven claramente las partes que forman el ojo. Tiene forma aproximadamente esférica y está rodeado por una membrana llamada esclerótica que por la parte anterior se hace transparente para formar la córnea.
Tras la córnea hay un diafragma, el iris, que posee una abertura, la pupila, por la que pasa la luz hacia el interior del ojo. El iris es el que define el color de nuestros ojos y el que controla automáticamente el diámetro de la pupila para regular la intensidad luminosa que recibe el ojo.
El cristalino está unido por ligamentos al músculo ciliar. De esta manera el ojo queda dividido en dos partes: la posterior que contiene humor vítreo y la anterior que contiene humor acuoso. El índice de refracción del cristalino es 1,437 y los del humor acuoso y humor vítreo son similares al del agua.
El cristalino enfoca las imágenes sobre la envoltura interna del ojo, la retina. Esta envoltura contiene fibras nerviosas (prolongaciones del nervio óptico) que terminan en unas pequeñas estructuras denominadas conos y bastones muy sensibles a la luz. Existe un punto en la retina, llamado fóvea, alrededor del cual hay una zona que sólo tiene conos (para ver el color). Durante el día la fóvea es la parte más sensible de la retina y sobre ella se forma la imagen del objeto que miramos.
Tras la córnea hay un diafragma, el iris, que posee una abertura, la pupila, por la que pasa la luz hacia el interior del ojo. El iris es el que define el color de nuestros ojos y el que controla automáticamente el diámetro de la pupila para regular la intensidad luminosa que recibe el ojo.
El cristalino está unido por ligamentos al músculo ciliar. De esta manera el ojo queda dividido en dos partes: la posterior que contiene humor vítreo y la anterior que contiene humor acuoso. El índice de refracción del cristalino es 1,437 y los del humor acuoso y humor vítreo son similares al del agua.
El cristalino enfoca las imágenes sobre la envoltura interna del ojo, la retina. Esta envoltura contiene fibras nerviosas (prolongaciones del nervio óptico) que terminan en unas pequeñas estructuras denominadas conos y bastones muy sensibles a la luz. Existe un punto en la retina, llamado fóvea, alrededor del cual hay una zona que sólo tiene conos (para ver el color). Durante el día la fóvea es la parte más sensible de la retina y sobre ella se forma la imagen del objeto que miramos.
Los millones de nervios que van al cerebro se combinan para formar un nervio óptico que sale de la retina por un punto que no contiene células receptores. Es el llamado punto ciego.
La córnea refracta los rayos luminosos y el cristalino actúa como ajuste para enfocar objetos situados a diferentes distancias. De esto se encargan los músculos ciliares que modifican la curvatura de la lente y cambian su potencia. Para enfocar un objeto que está próximo, es decir, para que la imagen se forme en la retina, los músculos ciliares se contraen, y el grosor del cristalino aumenta, acortando la distancia focal imagen. Por el contrario si el objeto está distante los músculos ciliares se relajan y la lente adelgaza. Este ajuste se denomina acomodación o adaptación.
El ojo sano y normal ve los objetos situados en el infinito sin acomodación enfocados en la retina. Esto quiere decir que el foco está en la retina y el llamado punto remoto (Pr) está en el infinito.
Se llama punto remoto la distancia máxima a la que puede estar situado un objeto para que una persona lo distinga claramente y punto próximo a la distancia mínima.
Un ojo normal será el que tiene un punto próximo a una distancia "d" de 25 cm, (para un niño puede ser de 10 cm) y un punto remoto situado en el infinito. Si no cumple estos requisitos el ojo tiene algún defecto.
La córnea refracta los rayos luminosos y el cristalino actúa como ajuste para enfocar objetos situados a diferentes distancias. De esto se encargan los músculos ciliares que modifican la curvatura de la lente y cambian su potencia. Para enfocar un objeto que está próximo, es decir, para que la imagen se forme en la retina, los músculos ciliares se contraen, y el grosor del cristalino aumenta, acortando la distancia focal imagen. Por el contrario si el objeto está distante los músculos ciliares se relajan y la lente adelgaza. Este ajuste se denomina acomodación o adaptación.
El ojo sano y normal ve los objetos situados en el infinito sin acomodación enfocados en la retina. Esto quiere decir que el foco está en la retina y el llamado punto remoto (Pr) está en el infinito.
Se llama punto remoto la distancia máxima a la que puede estar situado un objeto para que una persona lo distinga claramente y punto próximo a la distancia mínima.
Un ojo normal será el que tiene un punto próximo a una distancia "d" de 25 cm, (para un niño puede ser de 10 cm) y un punto remoto situado en el infinito. Si no cumple estos requisitos el ojo tiene algún defecto.
El ojo es un sistema óptico que concentra y logra enfocar en la retina los rayos que salen divergentes de un objeto (de otro modo los rayos salientes de un punto no podrían recogerse sobre una pantalla para dar su imagen).
Juega con la acomodación del ojo arrastrando el payaso de este applet. ¿Que le pasa al foco mientras varía la acomodación?
Practica con esta aplicación . "Glisser l'object avec la souris" significa que puedes arrastrar el objeto con el ratón.
En ella puedes ver que cuando el objeto se sitúa en cualquier punto entre el punto remoto y el punto próximo la imagen se forma en la retina del ojo normal. También puedes comparar y ver lo que ocurre cuando los ojos tienen algún defecto.
Juega con la acomodación del ojo arrastrando el payaso de este applet. ¿Que le pasa al foco mientras varía la acomodación?
Practica con esta aplicación . "Glisser l'object avec la souris" significa que puedes arrastrar el objeto con el ratón.
En ella puedes ver que cuando el objeto se sitúa en cualquier punto entre el punto remoto y el punto próximo la imagen se forma en la retina del ojo normal. También puedes comparar y ver lo que ocurre cuando los ojos tienen algún defecto.
Si un objeto está situado en el punto próximo del ojo, se ve del mayor tamaño y bajo el mayor ángulo que es posible verlo a simple vista.
El ojo necesita de cierto período de adaptación para pasar de una intensidad luminosa correspondiente a la luz del día, a intensidades de luz menores y viceversa. Este periodo de adaptación se encuentra en relación con una estructura muy sensible, que es la encargada de capta la luz: la Retina.
Esta posee células encargadas de generar la visión diurna (los conos), siendo los responsables de la visión a color, y las de la visión nocturna (los bastoncillos). Teniendo en cuenta esto, podemos concluir que los bastoncillos son los responsables de la observación astronómica.
Desde el punto de vista óptico, el ojo presenta analogía con la cámara oscura de una máquina fotográfica. Las dos retinas son excitadas por los estímulos provenientes del medio ambiente y las imágenes ópticas que se forman en ella, son invertidas. Mediante un proceso que tiene lugar en el cerebro, se reestablece el sentido del objeto percibido.
Para alcanzar la Retina, un haz de luz debe atravesar los medios refringentes del ojo humano, que son cuatro:
1. La Córnea.
2. El Humor acuoso.
3. La lente o cristalino.
4. El humor vítreo.
La superficie curva de la retina es muy importante, ya que permite compensar el cambio de trayectoria que sufre un haz luminoso, al pasar por medios con índices de difracción tan distintos. Ya dentro del ojo, los índices de refracción del cristalino, humor acuoso y humor vítreo, son tan parecidos, que el haz de luz no sufre mucho cambio, sólo la inversión que mencionamos anteriormente.
Además de los elementos nombrados anteriormente, el ojo presenta una estructura no refringente muy importante, cuya función es la de regular la entrada de luz. Nos referimos al Iris, parte pigmentada a la cual le debemos el color de nuestros ojos. Esta posee fibras musculares que de forma involuntaria se contraen o expanden, limitando o facilitando la incidencia lumínica al órgano. El Iris regula el área de la pupila que quedará expuesta a la radiación luminosa. Si nos encontramos en un sitio muy iluminado, la pupila se contraerá, disminuyendo de tamaño. Este proceso recibe el nombre de Miosis. En cambio, si nos encontramos en una zona oscura, la pupila se expandirá, para facilitar el ingreso de mayor cantidad de luz. Este proceso se llama Midriasis.
Desde el punto de vista óptico, el ojo presenta analogía con la cámara oscura de una máquina fotográfica. Las dos retinas son excitadas por los estímulos provenientes del medio ambiente y las imágenes ópticas que se forman en ella, son invertidas. Mediante un proceso que tiene lugar en el cerebro, se reestablece el sentido del objeto percibido.
Para alcanzar la Retina, un haz de luz debe atravesar los medios refringentes del ojo humano, que son cuatro:
1. La Córnea.
2. El Humor acuoso.
3. La lente o cristalino.
4. El humor vítreo.
La superficie curva de la retina es muy importante, ya que permite compensar el cambio de trayectoria que sufre un haz luminoso, al pasar por medios con índices de difracción tan distintos. Ya dentro del ojo, los índices de refracción del cristalino, humor acuoso y humor vítreo, son tan parecidos, que el haz de luz no sufre mucho cambio, sólo la inversión que mencionamos anteriormente.
Además de los elementos nombrados anteriormente, el ojo presenta una estructura no refringente muy importante, cuya función es la de regular la entrada de luz. Nos referimos al Iris, parte pigmentada a la cual le debemos el color de nuestros ojos. Esta posee fibras musculares que de forma involuntaria se contraen o expanden, limitando o facilitando la incidencia lumínica al órgano. El Iris regula el área de la pupila que quedará expuesta a la radiación luminosa. Si nos encontramos en un sitio muy iluminado, la pupila se contraerá, disminuyendo de tamaño. Este proceso recibe el nombre de Miosis. En cambio, si nos encontramos en una zona oscura, la pupila se expandirá, para facilitar el ingreso de mayor cantidad de luz. Este proceso se llama Midriasis.
PARTES DEL OJO HUMANO
El ojo humano es el elemento fundamental del sentido de la visión junto con el cerebro. Se compone de varias partes principales:
1.- El iris: Es la parte coloreada del ojo. Su función es regular la entrada de luz aumentando o disminuyendo su tamaño según la intensidad de la misma.
2.- La pupila: Es el orificio central del iris. Se dilata o contrae en función de la cantidad de luz existente.
3.- El cristalino: Es la parte del ojo humano que enfoca el haz de luz en la retina. Tiene forma de lente biconvexa y es la segunda lente más importante.
1.- El iris: Es la parte coloreada del ojo. Su función es regular la entrada de luz aumentando o disminuyendo su tamaño según la intensidad de la misma.
2.- La pupila: Es el orificio central del iris. Se dilata o contrae en función de la cantidad de luz existente.
3.- El cristalino: Es la parte del ojo humano que enfoca el haz de luz en la retina. Tiene forma de lente biconvexa y es la segunda lente más importante.
4.- La córnea: Es una de las partes externas del ojo. Protege al cristalino y al iris permitiendo el paso de la luz.
5.- La retina: Es la parte del ojo sensible a la luz. Está compuesta por los conos y los bastones. El ojo tiene alrededor de 6 millones y son poco sensibles a la luz. Su funcion es dar información sobre la nitidez y el color. Los bastones son 120 millones y son muy sensibles. Con ellos percibimos el brillo y el blanco y negro.Se estimulan en función de la luz que reciben y envían la información al nervio óptico.
6.- Nervio óptico Conduce los impulsos nerviosos de los bastones y los conos al cerebro. El mensaje visual es transmitido en forma de señales eléctricas. El cerebro transformará esa electricidad en sensación visual.
5.- La retina: Es la parte del ojo sensible a la luz. Está compuesta por los conos y los bastones. El ojo tiene alrededor de 6 millones y son poco sensibles a la luz. Su funcion es dar información sobre la nitidez y el color. Los bastones son 120 millones y son muy sensibles. Con ellos percibimos el brillo y el blanco y negro.Se estimulan en función de la luz que reciben y envían la información al nervio óptico.
6.- Nervio óptico Conduce los impulsos nerviosos de los bastones y los conos al cerebro. El mensaje visual es transmitido en forma de señales eléctricas. El cerebro transformará esa electricidad en sensación visual.
FUNCIONAMIENTO DEL OJO HUMANO
El sentido de la vista en las personas tiene un funcionamiento complejo y necesita de dos elementos básicos: El ojo y el cerebro.
La luz es el tercer elemento más destacado en la visión. Sin ella somos incapaces de ver. Es la que penetra en nuestros ojos para que el cerebro forme la imagen.
La luz es el tercer elemento más destacado en la visión. Sin ella somos incapaces de ver. Es la que penetra en nuestros ojos para que el cerebro forme la imagen.
Recorrido de la luz
1.- La luz pasa a través de la córnea y llega a la pupila que se contrae o expande según su intensidad. La pupila será más pequeña cuanta más luz haya para evitar deslumbramientos. En habitaciones o lugares en penumbra aumentará de tamaño para dejar entrar más cantidad de luz.
2.- El cristalino del ojo será quien proyecte las imágenes enfocadas en la retina. Puede aplanarse o abombarse según lo cerca o lejos que esté el objeto que veamos. El cristalino se deteriora con los años y pierde capacidad de acomodación. Esto da lugar a conocidos problemas ópticos como la presbicia o vista cansada.
3.- La retina recibe la imagen invertida en sus paredes. La luz estimula los conos y los bastones quienes transforman esa información en impulsos nerviosos. Esta electricidad se trasladará al cerebro a través del nervio óptico. El cerebro es quien realmente ve las imágenes. Endereza la imagen invertida de la retina e interpreta la información de color, tamaño, posición, etc.
1.- La luz pasa a través de la córnea y llega a la pupila que se contrae o expande según su intensidad. La pupila será más pequeña cuanta más luz haya para evitar deslumbramientos. En habitaciones o lugares en penumbra aumentará de tamaño para dejar entrar más cantidad de luz.
2.- El cristalino del ojo será quien proyecte las imágenes enfocadas en la retina. Puede aplanarse o abombarse según lo cerca o lejos que esté el objeto que veamos. El cristalino se deteriora con los años y pierde capacidad de acomodación. Esto da lugar a conocidos problemas ópticos como la presbicia o vista cansada.
3.- La retina recibe la imagen invertida en sus paredes. La luz estimula los conos y los bastones quienes transforman esa información en impulsos nerviosos. Esta electricidad se trasladará al cerebro a través del nervio óptico. El cerebro es quien realmente ve las imágenes. Endereza la imagen invertida de la retina e interpreta la información de color, tamaño, posición, etc.
La imagen formada en la retina es plana, en 2 dimensiones. Vemos imágenes en 3 dimensiones por la separación de aproximadamente 6 cm. de nuestros ojos.
El ojo humano puede ver millones de colores de día pero solo en blanco y negro de noche
Los conos, responsables de que podamos ver los colores, necesitan cierta cantidad de luz para activarse y por la noche dejan de funcionar.
La visión nocturna depende entonces de los bastones, que producen imágenes en blanco y negro y permiten la recepción de una amplia gama de grises.
DEFECTOS DE LA VISIÓN
Miopía.
El ojo miope tiene un sistema óptico con un exceso de convergencia.
El foco está delante de la retina cuando el ojo está relajado, sin efectuar acomodación, y al alcanzar la máxima acomodación está más cerca del cristalino que en el ojo normal.
La persona miope no ve bien de lejos. Al estar el punto focal del ojo más cerca de la córnea que en un ojo normal, los objetos situados en el infinito forman la imagen delante de la retina y se ven borrosos. Empiezan a verse bien cuando están cerca (en el punto remoto).
Del punto remoto al punto próximo realiza acomodación como el ojo normal.
En consecuencia:
El punto remoto y el punto próximo están más cerca que en el ojo normal.
El ojo miope tiene un sistema óptico con un exceso de convergencia.
El foco está delante de la retina cuando el ojo está relajado, sin efectuar acomodación, y al alcanzar la máxima acomodación está más cerca del cristalino que en el ojo normal.
La persona miope no ve bien de lejos. Al estar el punto focal del ojo más cerca de la córnea que en un ojo normal, los objetos situados en el infinito forman la imagen delante de la retina y se ven borrosos. Empiezan a verse bien cuando están cerca (en el punto remoto).
Del punto remoto al punto próximo realiza acomodación como el ojo normal.
En consecuencia:
El punto remoto y el punto próximo están más cerca que en el ojo normal.
Para corregir la miopía se necesitan lentes divergentes: divergen los rayos que llegan.
El foco de las lentes divergentes empleadas para corregir la miopía debe estar en el punto remoto para que los rayos que salen de ellas se enfoquen en la retina.
El foco de las lentes divergentes empleadas para corregir la miopía debe estar en el punto remoto para que los rayos que salen de ellas se enfoquen en la retina.
Hipermetropía
Es un defecto de convergencia del sistema óptico del ojo. El foco imagen del ojo está detrás de la retina cuando el ojo está en actitud de descanso sin empezar la acomodación.
El foco está fuera del globo ocular.
El ojo miope cuando está en reposo (sin iniciar la acomodación), tiene la lente del cristalino muy poco convergente.
Es un defecto de convergencia del sistema óptico del ojo. El foco imagen del ojo está detrás de la retina cuando el ojo está en actitud de descanso sin empezar la acomodación.
El foco está fuera del globo ocular.
El ojo miope cuando está en reposo (sin iniciar la acomodación), tiene la lente del cristalino muy poco convergente.
Para ver los objetos situados en el infinito tiene que realizar acomodación. Ve bien a lo lejos pero para hacerlo ya gasta recorrido de acomodación.
Tiene el punto próximo más lejos que el ojo normal (más de 25 cm) porque "gasta antes" el recorrido de acomodación que es capaz de hacer.
El punto remoto es virtual y está detrás del ojo.
La hipermetropía se corrige con lentes convergentes. En algunos casos se corrige al crecer la persona y agrandarse el globo ocular.
Tiene el punto próximo más lejos que el ojo normal (más de 25 cm) porque "gasta antes" el recorrido de acomodación que es capaz de hacer.
El punto remoto es virtual y está detrás del ojo.
La hipermetropía se corrige con lentes convergentes. En algunos casos se corrige al crecer la persona y agrandarse el globo ocular.
Presbicia
Vista cansada.
Vista cansada.
Con el paso de los años se reduce la capacidad de adaptación del cristalino (pierde flexibilidad) y aumenta la distancia a la que se encuentra el punto próximo. Este defecto se llama presbicia y se corrige con lentes convergentes.
Astigmatismo
Si el ojo tiene una córnea deformada (como si la córnea fuese esférica con una superficie cilíndrica superpuesta) los objetos puntuales dan como imágenes líneas cortas. Este defecto se llama astigmatismo y para corregirlo es necesario una lente cilíndrica compensadora.
Cataratas
Es muy frecuente que al envejecer el cristalino se vuelva opaco y no permita el paso de la luz. En esto consiste la catarata. Recuerda que muchos personajes históricos que vivieron muchos años, en su vejez se volvieron ciegos.
Hoy se operan extirpando el cristalino e instalando en su lugar una lente plástica intraocular que hace su funciones y que no necesita ser sustituida en el resto de la vida.
Es muy frecuente que al envejecer el cristalino se vuelva opaco y no permita el paso de la luz. En esto consiste la catarata. Recuerda que muchos personajes históricos que vivieron muchos años, en su vejez se volvieron ciegos.
Hoy se operan extirpando el cristalino e instalando en su lugar una lente plástica intraocular que hace su funciones y que no necesita ser sustituida en el resto de la vida.
COMPARANDO EL OJO HUMANO Y UNA CAMARA FOTOGRÁFICA
Siempre dicen que las imágenes son el reflejo de lo que uno ve, o quiere mostrar. De hecho, la cámara fotográfica es prácticamente una copia de nuestro ojo humano, en términos de cómo lo muestra y en calidad de imagen. Pero todos sabemos que no es así, ¿verdad? Para ello, vamos a comparar el ojo humano con una cámara fotográfica para ver la distancia que existe entre ellas.
Para comenzar, llevando todo a unidades fotográficas, la mejor cámara de fotos que existe en el mercado de principiantes, una Canon EOS 600D, que fue premio TIPA 2011 a la mejor réflex para principiantes, tiene un sensor de 18 megapíxeles, cuando un ojo humano tiene, estimativamente, 576. Una diferencia de calidad abismal.
Por otra parte, cuando vamos a términos de sensibilidad ISO, los números varían: la cámara fotográfica posee una sensibilidad máxima de 6400 ISO, cuando el ojo humano posee uno de 800. Esto lo podemos llevar a zonas oscuras o demasiado iluminadas, donde la cámara puede defenderse en ese terreno pero el ojo humano es poco probable que así lo sea.
Para comenzar, llevando todo a unidades fotográficas, la mejor cámara de fotos que existe en el mercado de principiantes, una Canon EOS 600D, que fue premio TIPA 2011 a la mejor réflex para principiantes, tiene un sensor de 18 megapíxeles, cuando un ojo humano tiene, estimativamente, 576. Una diferencia de calidad abismal.
Por otra parte, cuando vamos a términos de sensibilidad ISO, los números varían: la cámara fotográfica posee una sensibilidad máxima de 6400 ISO, cuando el ojo humano posee uno de 800. Esto lo podemos llevar a zonas oscuras o demasiado iluminadas, donde la cámara puede defenderse en ese terreno pero el ojo humano es poco probable que así lo sea.
El ojo humano está totalmente por encima de la cámara, pero hay rasgos en los que no
Cuando hablamos del rango dinámico de cada objeto en comparación, aquí volvemos a ver una clara diferencia del ojo humano por sobre la cámara fotográfica. El primero tiene un dinámico máximo de 20 pasos, cuando la cámara posee un máximo de 11,5. También se ve la diferencia.
Obviamente, creo que el ganador se sabía de antemano. Quizá comparando el ojo humano y una cámara fotográfica no buscábamos un ganador, pero si dar cuenta de que la tecnología, por ahora, está un poco lejos de buscar un aparato digital que logre igualar al ojo en términos fotográficos, como su elemento más común, una cámara.
Cuando hablamos del rango dinámico de cada objeto en comparación, aquí volvemos a ver una clara diferencia del ojo humano por sobre la cámara fotográfica. El primero tiene un dinámico máximo de 20 pasos, cuando la cámara posee un máximo de 11,5. También se ve la diferencia.
Obviamente, creo que el ganador se sabía de antemano. Quizá comparando el ojo humano y una cámara fotográfica no buscábamos un ganador, pero si dar cuenta de que la tecnología, por ahora, está un poco lejos de buscar un aparato digital que logre igualar al ojo en términos fotográficos, como su elemento más común, una cámara.