Visión escotópica

En el estudio de la percepción visual , la visión escotópica (o scotopia ) es la visión del ojo en condiciones de poca luz . ^[1] El término proviene del griego skotos , que significa 'oscuridad', y -opia , que significa 'una condición de la vista'. ^[2] En el ojo humano , las células cónicas no funcionan en condiciones de poca luz visible . La visión escotópica se produce exclusivamente a través de las células bastón , que son más sensibles a longitudes de onda de alrededor de 498 nm ^[3] y son insensibles a longitudes de onda mayores de aproximadamente 640 nm. ^[4] En condiciones escotópicas, la luz incidente en la retina no se codifica en términos de la distribución de potencia espectral . La percepción visual más alta ocurre bajo la visión escotópica como lo hace bajo la visión fotópica. ^[5]

De los dos tipos de células fotorreceptoras de la retina , los bastones dominan la visión escotópica. Este predominio se debe a la mayor sensibilidad de la molécula de fotopigmento expresada en los bastones, a diferencia de los conos . Los bastones envían señales de incrementos de luz a las células bipolares de bastones que, a diferencia de la mayoría de los tipos de células bipolares , no forman conexiones directas con las células ganglionares de la retina (las neuronas de salida de la retina). En cambio, dos tipos de células amacrinas ( AII y A17) permiten el flujo de información lateral desde las células bipolares de bastones a las células bipolares de conos, que a su vez entran en contacto con las células ganglionares. Por lo tanto, las señales de los bastones, mediadas por las células amacrinas, dominan la visión escotópica. ^[6]

La visión escotópica se produce a niveles de luminancia de 10 ^{−3 [7]} a 10 ^{−6 [ cita requerida ]} cd /m ² . Otras especies no son universalmente daltónicas en condiciones de poca luz. La polilla halcón elefante ( Deilephila elpenor ) muestra una discriminación cromática avanzada incluso en la tenue luz de las estrellas. ^[8]

La visión mesópica se produce en condiciones de iluminación intermedias ( nivel de luminancia de 10 ⁻³ a 10 ^0,5 cd /m ² ) ^{[ cita requerida ]} y es, en efecto, una combinación de visión escotópica y fotópica . Esto produce una agudeza visual y una discriminación de colores inexactas .

En condiciones de luz normal ( nivel de luminancia de 10 a 10 ⁸ cd /m ² ), predomina la visión de los conos, que es fotópica . La agudeza visual (AV) y la discriminación de colores son buenas.

La sensibilidad relativa a la longitud de onda del observador humano normal no cambiará debido a la iluminación de fondo bajo visión escotópica. La sensibilidad a la longitud de onda está determinada por el fotopigmento rodopsina . Este es un pigmento rojo que se ve en la parte posterior del ojo en animales que tienen un fondo blanco en el ojo llamado Tapetum lucidum . El pigmento no se nota en condiciones fotópicas y mesópicas . El principio de que la sensibilidad a la longitud de onda no cambia durante la visión escotópica condujo a la capacidad de detectar dos clases de conos funcionales en individuos. Si hay dos clases de conos presentes, entonces su sensibilidad relativa cambiará la sensibilidad a la longitud de onda conductual. Por lo tanto, la experimentación puede determinar "la presencia de dos clases de conos midiendo la sensibilidad a la longitud de onda en dos fondos diferentes y notando un cambio en la sensibilidad a la longitud de onda relativa del observador". ^[9]

El comportamiento del fotopigmento rodopsina explica por qué el ojo humano no puede distinguir luces con diferentes distribuciones de potencia espectral en condiciones de poca luz. La reacción de este único fotopigmento dará los mismos cuantos para la luz de 400 nm y la de 700 nm. Por lo tanto, este fotopigmento solo mapea la tasa de absorción y no codifica información sobre la composición espectral relativa de la luz. ^[9]

En la literatura científica, a veces se encuentra el término lux escotópico que corresponde al lux fotópico , pero en su lugar se utiliza la función de ponderación de visibilidad escotópica. ^[10] La función de luminosidad escotópica es una función estándar establecida por la Commission Internationale de l'Éclairage (CIE) y estandarizada en colaboración con la ISO . ^[11]

La eficacia escotópica máxima es de 1700 lm/W a 507 nm (en comparación con 683 lm/W a 555 nm para la eficacia fotópica máxima). ^[12] Si bien la relación entre las eficacias escotópica y fotópica es solo de alrededor de 2,5 contabilizada en la sensibilidad máxima, la relación aumenta fuertemente por debajo de los 500 nm.

Para que la adaptación se produzca a niveles muy bajos, el ojo humano necesita tener una muestra grande de luz a través de la señal para poder obtener una imagen confiable. Esto hace que el ojo humano no pueda resolver frecuencias espaciales altas en condiciones de poca luz, ya que el observador está promediando espacialmente la señal de luz. ^[9]

Otra razón por la que la visión es deficiente en la visión escotópica es que los bastones, que son las únicas células activas en la visión escotópica, convergen en un número menor de neuronas en la retina. Esta relación de muchas a una conduce a una sensibilidad de frecuencia espacial deficiente . ^[9]

La percepción visual de alto nivel es similar tanto con la vista escotópica como con la fotópica: las personas leen con una precisión intacta (aunque con fijaciones el doble de largas ), pueden reconocer rostros y muestran un efecto de inversión de rostros . ^[5]

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