Efecto Purkinje

El efecto Purkinje o fenómeno Purkinje , a veces llamado desplazamiento de Purkinje (a menudo pronunciado / p ər ˈ k ɪ n dʒ i / ), ^{[ 1 ]} es la tendencia de la sensibilidad máxima a la luminancia del ojo a desplazarse hacia el extremo azul del espectro de color en niveles bajos de iluminación como parte de la adaptación a la oscuridad . ^{[ 2 ] [ 3 ]} En consecuencia, los rojos parecerán más oscuros en relación con otros colores a medida que disminuyen los niveles de luz. ^{[ 4 ]} El efecto recibe su nombre del anatomista checo Jan Evangelista Purkyně ( checo: [ ˈpurkɪɲɛ ]^ⓘ ). Si bien el efecto se describe a menudo desde la perspectiva delojo humano, está bien establecido en varios animales con el mismo nombre para describir el cambio general de la sensibilidad espectral debido a la combinación delos bastonesylos conoscomo parte de la adaptación a la oscuridad/luz. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]}

Este efecto introduce una diferencia en el contraste de color bajo distintos niveles de iluminación. Por ejemplo, a plena luz del sol , las flores de geranio aparecen de un rojo brillante sobre el verde apagado de sus hojas o las flores azules adyacentes, pero en la misma escena vista al anochecer , el contraste se invierte: los pétalos rojos aparecen de un rojo oscuro o negro, y las hojas y los pétalos azules aparecen relativamente brillantes.

La sensibilidad a la luz en la visión escotópica ^{[ a ]} varía con la longitud de onda, aunque la percepción es esencialmente en blanco y negro . El desplazamiento de Purkinje es la relación entre el máximo de absorción de la rodopsina , que alcanza un máximo a unos 500 nanómetros (2,0 × 10⁻⁵ pulg) , y el de las opsinas en los conos de longitud de onda más larga que predominan en ^la visión fotópica ^{[ b ]} , a unos 555 nanómetros (2,19 × 10⁻⁵ ^pulg ) (verde). ^{[ 9 ]}  

En astronomía visual , el desplazamiento de Purkinje puede afectar las estimaciones visuales de estrellas variables cuando los observadores usan estrellas de comparación de diferentes colores, especialmente si una de las estrellas es roja. ^{[ 10 ]}

El efecto Purkinje se produce en la transición entre el uso primario de los sistemas fotópico (basado en conos) y escotópico (basado en bastones), es decir, en el estado mesópico : a medida que la intensidad disminuye, los bastones toman el control, y antes de que el color desaparezca por completo, se desplaza hacia la sensibilidad máxima de los bastones. ^{[ 11 ]}

Este efecto se produce porque, en condiciones mesópicas, las señales de los conos de la retina , que generalmente son responsables de la percepción del color a la luz del día, se combinan con las señales de los bastones , que son más sensibles en esas condiciones y tienen una sensibilidad máxima en la longitud de onda azul verdosa de 507  nm.

La insensibilidad de las varillas a la luz de longitud de onda larga (es decir, roja) ha llevado al uso de luces rojas en ciertas circunstancias especiales, por ejemplo, en las salas de control de submarinos, laboratorios de investigación, aeronaves y astronomía a simple vista. ^{[ 12 ]}

Las luces rojas se utilizan en condiciones donde es deseable activar tanto el sistema fotópico como el escotópico. Los submarinos están bien iluminados para facilitar la visión de los miembros de la tripulación que trabajan allí, pero la sala de control debe tener una iluminación diferente para que los miembros de la tripulación puedan leer los paneles de instrumentos y, al mismo tiempo, permanecer adaptados a la oscuridad para operar el periscopio por la noche. Al usar luces rojas o gafas rojas (llamadas "gafas adaptadoras a la oscuridad"), los conos pueden recibir suficiente luz para proporcionar visión fotópica (es decir, la visión de alta agudeza necesaria para leer). Los bastones no se saturan con la luz roja brillante porque no son sensibles a la luz de longitud de onda larga, por lo que los miembros de la tripulación permanecen adaptados a la oscuridad. ^{[ 13 ]} De manera similar, las cabinas de los aviones usan luces rojas para que los pilotos puedan leer sus instrumentos y mapas mientras mantienen la visión nocturna para ver fuera de la aeronave.

Las luces rojas también se utilizan con frecuencia en entornos de investigación. Muchos animales de investigación (como ratas y ratones) tienen una visión fotópica limitada, ya que poseen muchos menos fotorreceptores de cono. ^{[ 14 ]} Los animales de experimentación no perciben las luces rojas y, por lo tanto, experimentan la oscuridad (el período de actividad de los animales nocturnos ), pero los investigadores humanos, que poseen un tipo de cono (el "cono L") sensible a longitudes de onda largas, pueden leer instrumentos o realizar procedimientos que serían impracticables incluso con una visión escotópica totalmente adaptada a la oscuridad (pero de baja agudeza). ^{[ 15 ]} Por la misma razón, las exhibiciones de animales nocturnos en zoológicos suelen estar iluminadas con luz roja.

El efecto fue descubierto en 1819 por Jan Evangelista Purkyně . Purkyně era un erudito ^{[ 16 ]} que solía meditar al amanecer durante sus largos paseos por los campos floridos de Bohemia . Purkyně notó que sus flores favoritas se veían de un rojo brillante en una tarde soleada, mientras que al amanecer se veían muy oscuras. Razonó que el ojo no tiene uno, sino dos sistemas adaptados para ver los colores: uno para la intensidad general de la luz brillante y otro para el crepúsculo y el amanecer.

Purkyně escribió en su Neue Beiträge: ^{[ 16 ] [ 17 ]}

Objetivamente, el grado de iluminación influye enormemente en la intensidad de la calidad del color. Para comprobarlo con mayor claridad, observemos algunos colores antes del amanecer, cuando comienza a clarear lentamente. Inicialmente, solo se perciben el negro y el gris. Los colores más brillantes, como el rojo y el verde, se ven más oscuros. El amarillo resulta indistinguible de un rojo rosado. El azul fue el primero que pude percibir. Los matices de rojo, que normalmente brillan con mayor intensidad a la luz del día, como el carmín, el cinabrio y el naranja, se muestran más oscuros durante un buen rato, en contraste con su brillo promedio. El verde me parece más azulado, y su tonalidad amarilla se desarrolla únicamente con el aumento de la luz del día.

• Curva de Kruithof
• Adaptación oscura
• gafas adaptadoras oscuras
• Skot (unidad)
• NOx (unidad)

• Ilusiones ópticas de color, efecto Purkinje