Experiències visuals

La creu invisible

​

Introducció

Aquesta experiència cerca que l'alumnat experimenti una limitació de caràcter mecànic del sistema visual.

Els ulls són lòrgan principal del sistema visual. Són els encarregats de captar els senyals lumínics de l'exterior i enviar-los al cervell per a la seva interpretació futura. Les cèl·lules encarregades de captar la informació lumínica de l'exterior són els fotoreceptors, que es troben a la part posterior de l'ull en una estructura anomenada retina.

​

​

​

La informació captada pels fotoreceptors convergeix al nervi òptic, que és l'encarregat de transmetre els senyals en direcció al cervell. Donada la presència del nervi òptic, trobem un lloc a la retina on no tenim fotoreceptors i, per tant, on els estímuls visuals no troben fotoreceptors que els captin. Aquest punt de la retina -on s'origina el nervi òptic- és el que es coneix com a “punt cec”.

​

Al dia a dia, no experimentem l'existència del punt cec per diverses raons. En primer lloc, el punt cec dun ull està cobert per laltre ull. En segon lloc, el punt cec es troba en una zona perifèrica de la nostra visió, on la resolució és força menor que a la fòvea (zona de màxima agudesa visual a causa d'una major densitat de fotoreceptors). Finalment, el cervell exerceix un mecanisme de “completat”, emplenant el buit que deixa el punt cec.

​

Material i procediment

Per a aquesta experiència, els alumnes han de tenir o dibuixar en un full de paper un cercle i una creu, separats aproximadament un pam de distància. Hauran de sostenir aquest paper a l'alçada dels ulls, estirant el braç tant com puguin.​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

A continuació, han de tancar l'ull que els quedi davant del cercle (en el cas de la imatge superior, l'ull dret) i, amb l'ull esquerre, han de travessar la mirada i mirar el cercle. És essencial que mirin el cercle en tot moment. Un cop fet això, hauran d'anar desplaçant el paper a poc a poc, apropant-lo a la cara. Aproximadament a mig camí, observaran que, mirant el cercle, la creu desapareix del tot, ja que l'estem situant damunt del punt cec del nostre ull. El motiu pel qual la creu desapareix, com hem comentat anteriorment, és que la informació lumínica procedent de la creu està impactant en una zona de la retina sense fotoreceptors, per la qual cosa no es pot captar aquesta informació visual.

Extra

Anant un pas més enllà, es pot tastar la següent experiència del punt cec. On l'alumnat ha d'explicar què passa quan l'espai entre les línies se situa al punt cec. Experimentaran que aquesta s'ajunta, però la pregunta és "per què?"

En aquest cas, el que passa és que el cervell cerca completar la informació que li falta i, per això, recorre a una solució probabilística: completar la imatge amb la solució més probable. En aquest cas, el cervell interpreta que el més probable és que es tracti d'una línia contínua, de manera que “s'inventa” un tros de línia inexistent.

​

​

​

La pantera verda

Introducció

Aquesta experiència cerca que l'alumnat experimenti una limitació bioquímia del sistema visual.

Les cèl·lules encarregades de captar la informació visual són els fotoreceptors. Hi ha dos tipus de fotoreceptors: els bastons i els cons. Els bastons són els més abundants i es troben principalment a la perifèria de la retina. Els bastons no són sensibles als colors, però s'activen davant de molt poca estimulació visual, per la qual cosa capten molt bé les formes, els contrastos i el moviment. Els cons, per altra banda, treballen amb més il·luminació, i són els que ens permeten veure en color. Hi ha tres tipus diferents de cons, sensibles a diferents espectres lumínics:

​

• Vermells (tipus L)

• Blaus (tipus S)

• Verds (tipus M)

​

​

​

​

​

Segons quins cons s'estan estimulant, veurem uns o altres colors. Així mateix, la combinació de diferents cons donaran colors compostos d'acord a la imatge de la dreta, sent el blanc la presència de tots

els espectres lumínics comprès pel rang dels cons i el negre la seva absència.

​

Un cop dit això, hem d'explicar un altre concepte clau: la saturació dels receptors. Per entendre què és la saturació dels receptors, farem un símil amb el potencial dacció en els senyals neuronals. Després d'enviar un potencial d'acció, les neurones tenen un període d'hiperpolarització on és molt difícil aconseguir un nou potencial d'acció.

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

L'estimulació continua d'un fotoreceptor causa un efecte similar, fent que aquest no pugui enviar el senyal al cervell durant uns segons. Aquest procés pot generar perceptions de color incorrectes, com veurem en aquesta experiència.

​

Material i procediment

Per a aquesta experiència, caldrà projectar als alumnes la següent imatge:

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

Els alumnes hauran de mirar fixament aquesta imatge durant 30 segons, fixant la seva mirada a la creu que es troba dins de l'ull de la pantera.

Al cap de 30 segons, el professor posarà la imatge següent, procurant que cobreixin el mateix espai visual.

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

Durant uns segons, els alumnes veuran la pantera de color rosa i l'arbre de color verd, malgrat que en realitat tenen el fons blanc.

​

Això és perquè, en el cas de la pantera, els cons verds s'han saturat a causa de la prolongada exposició al color verd. En canviar la imatge i presentar el color blanc, que recordem té tots els colors, els cons verds no han pogut enviar el seu senyal al cervell -estaven saturats- de manera que, fins que han tornat a estar operatius, hem vist el blanc de color rosa, ja que el cervell només rebia la informació procedent dels cons vermells i blaus, la combinació dels quals és el color rosa. En el cas de l'arbre ha passat el contrari: els cons blaus i vermells s'han saturat i, per això, davant la llum blanca, només s'han activat els cons verds.

​

Extra

Hi ha altres il·lusions similars, com la següent, on mirant fixament el centre, els cercles roses es transformen "misteriosament" en un cercle verd que va girant.