processo di astrazione da parte del sistema visivo

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1 COSTANZA DEI COLORI invarianza delle lunghezze d onda riflesse da un oggetto anche al variare della lunghezza d onda della luce che le illumina. E frutto delle capacità adattative del sistema visivo Visione dei colori registrazione fedele delle luce rif lessa dalla superficie degli oggetti processo di astrazione da parte del sistema visivo Occhio umano: sensibilità alla luce di diverse lunghezze d onda: da 400 a 700 nm.(dal blu al rosso). I colori sono miscele di tre diverse lunghezze d onda base: il verde, il rosso e il blu (TRICROMIA) presenza nella retina di tre tipi di recettori specif ici caratterizzati dalla capacità di assorbire la luce ognuno dei quali con un pigmento diverso ogni pigmento ha spettro di assorbimento specif ico sebbene sovrapposto a quello degli altri. info sul colore ottenute dalle risposte dif ferenziali di questi tre tipi diversi di recettori. pigmento C o B sensibile lunghezze d onda molto basse dello spettro (BLU) picco max di assorb.= 420 nm pigmento M o V sensibile lunghezze d onda medie (VERDE). picco max assorbimento = 531 nm pigmento L o R alle onde lunghe e percepisce ROSSO. picco massimo di assorbimento = 558 nm

2 alterazioni genetiche soli due pigmenti nei coni (dicromatopsia) uno solo (monocromatopsia). SINGOLI CONI NON TRASMETTONO INFO SU LUNGHEZZA D ONDA DI STIMOLI LUMINOSI se un cono assorbe un fotone la risposta è sempre la stessa indipendentemente dalla lunghezza d onda del fotone stesso ( univarianza isomerizzazione retinale ) lunghezza d onda dei f otoni influenza la probabilità che un certo tipo di cono venga eccitato dal f otone stesso. IN CONDIZIONI DI BASSA ILLUMINAZIONE peso maggiore i bastoncelli posseggono un solo pigmento (rodopsina): visione monocromatica riconosciamo i colori se luminosità è diversa dallo sfondo ma non ne individuiamo i colori SISTEMA DIVARIANTE (almeno due tipi di recettori con sensibilità spettrale diversa) fornisce 2 valori di luminosità dell oggetto: dal confronto dei due valori il cervello elabora il colore dell oggetto stesso. Limiti SISTEMA TRIVARIANTE unico limite di questo ulteriore step evolutivo è con immagine piccola che stimola solo 1 cono di un solo tipo: non c è confronto e quindi non c è elaborazione superiore. (aberrazione cromatica: risoluzione ottica del sistema sensibile alle onde corte è modesta e inf atti questo sistema non esiste nella f ovea centrale)

3 Nella fovea la percezione è divariante e quindi non viene impiegata per distinguere i particolari fini degli oggetti ma solo le caratteristiche macroscopiche. TEORIA TRICROMATICA permette percezione dei colori ma da sola non spiega alcuni f enomeni: 1. alcune combinazioni di colori tendono ad annullarsi tra di loro e quindi non sono percepibili (verderossastro o giallo-bluastro se ben mescolati danno vita a giallo e bianco puri) cancellazione percettiva ha permesso di sviluppare la teoria dell opponenza cromatica: i tre colori primari si distribuiscono in tre coppie antagoniste (rosso-verde, giallo-blu, bianco-nero). La teoria prevede che queste tre paia di colori sia rappresentata nella retina da tre canali nervosi distinti di opponenza cromatica. Ogni canale risponderebbe ai due colori opposti con eccitamento o inibizione. Vanno al CGL e poi alla corteccia. 2. altro fenomeno non spiegabile dalla teoria è quello del contrasto cromatico simultaneo, che si osserva a livello dei margini di una sagoma piuttosto che all interno della sagoma stessa. Grigio su rosso sf umature di verde no mutua cancellazione ma reciproca facilitazione spiegazione con cellule a opponenza cromatica doppia della corteccia. 3. costanza dei colori : i colori rimangono simili indipendentemente dai cambiamenti spettrali dell illuminazione ambientale.

4 RETINA e CGL : cellule gangliari di retina e CGL divise in diverse classi in base a combinazione di afferenze dei tre diversi tipi di coni. suddivise in due classi principali: cellule a opponenza cromatica semplice cellule concentriche a largo spettro CELLULE AD OPPONENZA CROMATICA SEMPLICE info relative ai colori. Qui antagonismo è tra le af ferenze dei coni R e V e centro-periferia. Sono dette anche concentriche ad opponenza semplice per via dell organizzazione antagonistica centro periferia e per la forma del loro campo recettivo. Rispondono in modo diff erenziale a stimoli diversi: trasportano info su colori e contrasti acromatici di luminosità. Le loro risposte a luce bianca o gialla hanno lo stesso antagonismo centro-periferia di quelle a largo spettro poiché i coni V e R assorbono allo stesso modo rispondono a lunghezze d onda specifiche a seconda che siano centro V sfondo R o viceversa. (non rispondono solo a stimoli cromatici: macchia rossa o piccolo punto molto luminoso di qualsiasi colore).

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6 CELLULE CONCENTRICHE A LARGO SPETTRO campi recettivi concentrici con centro e periferia antagonisti. Inibizione o eccitazione a seconda del tipo di cellula. Luce diffusa è stimolo debole. L antagonismo tra centro e periferia non ha corrispettivo coi coni: campi recettivi ricevono af ferenze dai coni V e R (ma non B). rispondono alla luminosità di centro (o perif eria) e non contribuiscono alla percezione dei colori. B non proiettano a queste cellule poiché non contribuiscono alla visione delle forme ma solo dei colori (soffrono di maggiore distorsione o aberrazione cromatica). CELLULE COESTENSIVE A OPPONENZA SEMPLICE ricevono af ferenze da coni B: hanno campi recettivi uniformi in cui i coni B sono antagonisti a quelli V e R insieme.

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8 CORTECCIA: RETINA : cellule gangliari parvi o magno GANGLIARI A LARGO SPETTRO sia M che P OPPONENZA SEMPLICE esclusivamente P strati parvicellulari del CGL proiettano alla corteccia sia inf o su colori che sui contrasti acromatici di luminosità, mentre quelli magnocellulari sono portatori di sole info acromatiche. da strati parvicellulari vanno nella corteccia nei blob (formazioni a cilindro, situati nelle colonne di dominanza oculare, vanno da strati superficiali a strati profondi). Cellule di blob non selettive per orientamento ma lo sono le cellule delle zone interblob che sono insensibili però alle variazioni cromatiche. cellule parvicellulari inviano inf o cromatiche ai blob e acromatiche di luminosità agli interblob: già nella corteccia striata inf o cromatiche e acromatiche hanno aree distinte. Sistema parvicellulare blob : colori Sistema parvicellulare interblob: forme Sistema magnocellulare: m ovim ento e profondità di campo Tutte si intrecciano su V2, ma poi parvi a V4 e magno V5.

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10 CORTECCIA : afferenze da cellule a opponenza semplice si accoppiano e danno vita a cellule a opponenza doppia, numerose nei blob. Anche qui antagonismo centro-perif eria, ma ogni cono è attivo in ogni punto del campo recettivo sebbene eserciti azioni opposte al centro rispetto a quelle che esercita in periferia. Rispondono bene quindi a R su sfondo V e non rispondono bene a luce bianca (assorbita da entrambi i tipi di cono e quindi cancellata). Esistono altri tipi che rispondono a V su R e quelle che antagonizzano giallo-e-blu. Tali cellule anche nelle cortecce di ordine superiore, dove possono avere selettività per l orientamento o a macchie di colore di dimensioni specif iche. CELLULE A OPPONENZA DOPPIA spiegano: - contrasto dei colori: in singole parti del campo recettivo esiste antagonismo tra singole coppie di coni con selettività spettrale diversa. - contrasto cromatico simultaneo: rispondendo a rosso centrale e verde periferico (o viceversa) si spiega l eff etto dei bordi colorati di un oggetto grigio. - costanza dei colori: aumento di radiazione luminosa di lunghezza d onda elevata avrà minimo eff etto su cellula a opponenza cromatica (poiché sarà lo stesso sia per il centro che per la periferia). limone resta giallo

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12 PERCEZIONE SOGGETTIVA COLORI COMPOSTA DI TRE TIPI DI SENSIBILITÀ INDIPENDENTI: tinta colore: impressione che dipende da diverso grado in cui oggetti e loro sf ondo attivano i coni. Cervello media info dai tre tipi di coni. Conosciamo il nome di pochi colori ma distinguiamo fino a 200 tinte grado di saturazione o ricchezza di tinta o grado di diluizione col grigio. Quanto i tre coni vengono stimolati nella stessa misura da oggetto e sfondo. Esistono da 6-20 livelli di saturazione per ogni tinta a seconda che si tratti di onde intermedie o brevi-lunghe lum inosità ef fetto globale esercitato da un oggetto su tutti e tre i tipi di coni. Esistono 500 livelli apprezzabili di luminosità, quindi la visione dei colori ha a disposizione f ino a due milioni di gradazioni diverse di colore per distinguere le sagome degli oggetti

13 CECITA ai colori Ereditaria o acquisita. - Casi più comuni (cecità al rosso o verde) mutazioni recessive su X (1% uomini ciechi al rosso e 2% al verde). anomalia del pigmento dei rispettivi coni - Raramente alterazioni genetiche per il blu non X ma autosomiche (settimo cromosoma pigmento blu, terzo per la rodopsina) Geni dei tre coni e della rodopsina sono simili il che lascia pensare che hanno origini comuni: il più antico è quello del blu.