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¿Cómo detectan nuestros ojos la luz a diferentes frecuencias?

¿Cómo detectan nuestros ojos la luz a diferentes frecuencias?


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Aquí está mi confusión: podemos ver luz coloreada de diferentes longitudes de onda: del rojo al violeta. A mi entender, estos estímulos causan un cambio de confirmación en los fotorreceptores en nuestros ojos y resulta en un STP que eventualmente conduce a un potencial de acción de "todo o nada" que envía otra señal, nuevamente un potencial de acción de todo o nada a través del quiasma óptico a el lóbulo occipital y percibimos los colores como los vemos.

Mi pregunta es * ¿Cómo funciona esta señalización? *; ¿Cómo puede un estímulo menor, que resulta en una cadena de potenciales de acción de "todo o nada", convertirse en algo tan específico como la visión del color?

Preguntado de otra manera, ¿cómo la variación en un cambio de confirmación en un receptor que da como resultado la señalización de "todo o nada" conduce a que se envíen señales específicas, como la visión de colores?

PD: No sé nada de fisiología sensorial.


Respuesta corta
Los potenciales de acción generados con diferentes colores son de hecho 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.

Fondo
Los potenciales de acción son bastante similares en todo el sistema nervioso. Sin embargo, las células sensoriales sensibles al color en el retina, llamó al 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 hacen sinapsis en última instancia con las 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 retinay en diferentes tasas de disparo dependiendo de la intensidad de la luz a la que ese cono en particular sea sensible. Estas diferentes clases de células ganglionares de la retina se proyectan sobre diferentes clases de neuronas en el tronco del encéfalo (núcleo geniculado lateral, o LGN) y finalmente en diferentes neuronas en el áreas visuales corticales superiores en el cerebro.


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

La razón por la que podemos diferenciar millones de colores puede explicarse por la Modelo de visión del color de Hering (Figura 2). Básicamente, los diferentes conos convergen por pares en las células sensibles al color del oponente. El sistema del 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 de color de Hering. fuente: Webvision


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


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

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

Es un proceso mediante el cual la luz se convierte en señales eléctricas en las células bastón, las células del cono y las células ganglionares fotosensibles de la retina del ojo. Este ciclo fue dilucidado por George Wald (1906-1997) por el que recibió el Premio Nobel en 1967. Es el llamado "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 retiniano. El 11-cis retinal está unido covalentemente a la opsina. Cuando es golpeado por un fotón, la retina 11-cis sufre una fotoisomerización a la retina todo-trans, lo que cambia la conformación de la opsina, lo que conduce a cascadas de transducción de señales que provocan el cierre del canal catiónico cíclico activado por GMP 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 la retina en una célula fotorreceptora. La retina sufre isomerización, cambiando de la configuración 11-cis a la configuración todo-trans.

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

3) Opsina, por lo tanto, sufre un cambio conformacional a metarrodopsina II. La metarrodopsina II es inestable y se divide, produciendo opsina y retinal todo trans.

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 de subunidad alfa-GTP activa la fosfodiesterasa o PDE. El PDE descompone el cGMP en 5'-GMP.

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

8) El cierre de los canales de sodio provoca la hiperpolarización de la célula debido al flujo continuo de iones de potasio.

9) La hiperpolarización de la célula provoca el cierre de los canales de calcio dependientes de voltaje. A medida que desciende el nivel de calcio en la célula fotorreceptora, también desciende la cantidad del neurotransmisor glutamato liberado por la célula.

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

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


¿Cómo detectan nuestros ojos la luz a 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 apropiadamente 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.