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¿Cómo vemos los colores?

Jeremy Nathans pasó mucho tiempo durante los últimos 17 años concentrándose en un único aspecto de la visión: cómo vemos los colores.

"Si una pelota playera roja y brillante viene girando hacia uno, se ve su color, su forma y su movimiento, todo a la vez—pero el cerebro se ocupa de cada una de estas características por separado", explica.

Las neuronas son máquinas de cómputos relativamente lentas, dice Nathans, un investigador del HHMI, en la Facultad de Medicina, en la Universidad Johns Hopkins. "Les lleva varios milisegundos recibir un estímulo y generar otro. Sin embargo, se pueden ver cosas en una fracción de segundo, el tiempo para no más de 100 pasos sucesivos. Por esto mismo, el sistema requiere de un procesamiento paralelo".

El día que se enteró de los nuevos descubrimientos sobre cómo vemos en blanco y negro, Nathans se interesó en cómo vemos en colores. Era 1980, y él era estudiante en la Facultad de Medicina de Stanford, recuerda cuando Lubert Stryer y Denis Baylor, ambos en Stanford, describieron sus notables descubrimientos acerca del funcionamiento de las células de tipo bastón.

Las células de tipo bastón—una de las dos clases de células fotorreceptoras de la retina—nos permiten ver a la luz suave de las estrellas durante una noche brumosa. "Baylor mostró que las células de tipo bastón consiguen lo que es fundamental para la sensibilidad a la luz—poder responder a un único fotón o partícula de luz", dice Nathans. "Fue un experimento hermoso". (El trabajo de Baylor fue realizado en colaboración con Trevor Lamb y King-Wai Yau).

Entonces, Stryer explicó cómo la rodopsina, la proteína receptora sensible a la luz que está presente en las membranas de los discos de las células de tipo bastón, anuncia la llegada de este pequeño pulso de luz a la maquinaria de señalización dentro de la célula. Stryer había encontrado que la rodopsina sólo podía hacer esto con la ayuda de una intermediaria, llamada proteína G, que pertenecía a una familia de proteínas que ya era conocida por los bioquímicos, gracias al estudio que ellos habían hecho sobre cómo las células responden a las hormonas y a los factores del crecimiento.

Inmediatamente, Nathans se dio cuenta que esto significaba que la estructura de la rodopsina misma podía ser similar a la de los receptores de las hormonas. Comenzó a jugar en su mente con las posibilidades. "Y corrí, literalmente corrí, a la biblioteca y empecé a leer sobre la visión", dice.

Hasta entonces, Nathans había estado estudiando la genética de las moscas de la fruta. Pero al leer la publicación del biólogo George Wald, de la Universidad de Harvard—una transcripción de la conferencia de Wald, sobre "La base molecular de la excitación visual", durante la entrega del Premio Nobel de 1967—Nathans tomó un rumbo diferente. Resolvió hacer lo que el mismo Wald había deseado hacer 40 años antes: encontrar las proteínas receptoras de la retina que responden al color.

Las células de tipo bastón sólo permiten la visión en la luz débil y no perciben los colores. "Levántese una noche de luna oscura y mire a su alrededor", sugiere David Hubel de la Facultad de Medicina de Harvard, galardonado con el Premio Nobel por su investigación sobre la visión. "A pesar de que pueda ver algunas formas bastante bien, los colores estarán completamente ausentes. Es notable cómo pocas personas se dan cuenta de que no necesitan de la visión de color para poder ver con luz débil".

Pero la retina humana también contiene otro tipo de célula fotorreceptora: los conos, los cuales operan con luz brillante y son los responsables de la gran agudeza visual, además de la visión de los colores.

Los conos y bastones forman un mosaico desigual dentro de la retina, con bastones que generalmente exceden en número a los conos, en una relación de 10 a 1, excepto en el centro de la retina o fóvea. Los conos están sumamente concentrados en la fóvea, un área que Nathans llama "el milímetro cuadrado de tejido más valioso del cuerpo".

A pesar de que la fóvea es esencial para una vista excelente, es menos sensible a la luz que la retina que la rodea. Por ello, si deseamos detectar una estrella débil en la noche, debemos fijar la vista ligeramente hacia el costado de la estrella para proyectar su imagen sobre los bastones, que son más sensibles, ya que la estrella emite una luz que es insuficiente para activar a un cono.

Entonces, con luz brillante, cuando los conos están activos, ¿cómo percibimos los colores?

 

© 2007 Howard Hughes Medical Institute.

 


Las complejas capas y las conexiones de las células nerviosas de la retina fueron dibujadas por el famoso anatomista español Santiago Ramón y Cajal, alrededor del 1900. Las células de tipo cono y bastón están en la parte superior. Las fibras nerviosas ópticas que se dirigen al cerebro se pueden ver al pie del dibujo a la derecha.

Ilustración: Santiago Ramón y Cajal ca. 1900, Instituto Cajal, CSIC, Madrid




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