El efecto Purkinje o fenómeno Purkinje ( checo: [ˈpurkɪɲɛ] ; a veces llamadocambio de Purkinje, a menudo pronunciado / p ər ˈ k ɪ n dʒ i / )[1]es la tendencia de la sensibilidad máximaa la luminanciadelojoa desplazarse hacia elazuldelespectro de coloren niveles bajosiluminacióncomo parte deAdaptación a la oscuridad.[2][3][ página necesaria ]En consecuencia, los rojos aparecerán más oscuros en relación con otros colores a medida que disminuyen los niveles de luz.[4]El efecto lleva el nombre delanatomistacheco Jan Evangelista Purkyně. Si bien el efecto a menudo se describe desde la perspectiva del ojo humano, está bien establecido en varios animales con el mismo nombre para describir el cambio general de la sensibilidad espectral debido a la combinación de señales de salida de bastones y conos como parte de la oscuridad/ adaptación a la luz.[5][6][7][8]
Este efecto introduce una diferencia en el contraste de color bajo diferentes niveles de iluminación. Por ejemplo, a la luz del sol , las flores de geranio aparecen de color rojo brillante contra el verde opaco de sus hojas , o las flores azules adyacentes, pero en la misma escena vista al anochecer , el contraste se invierte, con los pétalos rojos que aparecen de un rojo oscuro o negro. y las hojas y los pétalos azules parecen relativamente brillantes.
La sensibilidad a la luz en la visión escotópica 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 de unos 500 nanómetros (2,0 × 10 −5 pulgadas), y el de las opsinas en los conos de longitud de onda más larga que dominan en la visión fotópica , unos 555 nanómetros ( 2,19 × 10 −5 pulgadas) (verde). [9]
En astronomía visual , el cambio de Purkinje puede afectar las estimaciones visuales de estrellas variables cuando se utilizan estrellas de comparación de diferentes colores, especialmente si una de las estrellas es roja. [10]
El efecto Purkinje ocurre en la transición entre el uso primario de los sistemas fotópicos (basados en conos) y escotópicos (basados 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 máxima sensibilidad de las varillas. [11]
El efecto se produce porque en condiciones mesópicas las salidas de los conos en la retina , que generalmente son responsables de la percepción del color durante el día, se combinan con las salidas de los bastones que son más sensibles en esas condiciones y tienen una sensibilidad máxima en la longitud de onda azul-verde de 507 millas náuticas.
La insensibilidad de las varillas a la luz de longitud de onda larga (es decir, roja) ha llevado al uso de luces rojas en determinadas circunstancias especiales, por ejemplo, en las salas de control de submarinos, en laboratorios de investigación, en aviones y en astronomía a simple vista. [12]
Las luces rojas se utilizan en condiciones en las que 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 iluminarse de manera diferente para permitir a los miembros de la tripulación leer los paneles de instrumentos y, al mismo tiempo, permanecer en la oscuridad. Al usar luces rojas o usar gafas rojas (llamadas "gafas adaptadoras oscuras"), los conos pueden recibir suficiente luz para proporcionar visión fotópica (es decir, la visión de alta agudeza necesaria para leer). Las barras no están saturadas por 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 del avión.
Las luces rojas también se utilizan a menudo en entornos de investigación. Muchos animales de investigación (como ratas y ratones) tienen una visión fotópica limitada, ya que tienen muchos menos fotorreceptores de conos. [14] Los sujetos animales no perciben luces rojas y por lo tanto experimentan oscuridad (el período activo para los animales nocturnos ), pero los investigadores humanos, que tienen un tipo de cono (el "cono L") que es sensible a longitudes de onda largas, son capaz de leer instrumentos o realizar procedimientos que no serían prácticos 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 los zoológicos a menudo están iluminadas con luz roja.
El efecto fue descubierto en 1819 por Jan Evangelista Purkyně . Purkyně era un erudito [16] que meditaba a menudo al amanecer durante largos paseos por los florecidos campos de Bohemia . Purkyně notó que sus flores favoritas aparecían de color rojo brillante en una tarde soleada, mientras que al amanecer parecían muy oscuras. Razonó que el ojo tiene no uno sino dos sistemas adaptados para ver los colores, uno para la intensidad de la luz general brillante y el otro para el crepúsculo y el amanecer.
Purkyně escribió en su Neue Beiträge: [16] [17]
Objetivamente, el grado de iluminación tiene una gran influencia en la intensidad de la calidad del color. Para demostrar esto más vívidamente, tome algunos colores antes del amanecer, cuando comienza a aclararse lentamente. Al principio sólo se ve negro y gris. Especialmente los colores más brillantes, rojo y verde, parecen más oscuros. El amarillo no se puede distinguir del rojo rosado. El azul me llamó la atención primero. Los matices rojos, que normalmente brillan más durante el día, como el carmín, el cinabrio y el naranja, se muestran durante bastante tiempo más oscuros, en contraste con su brillo medio. El verde me parece más azulado y su tinte amarillo se desarrolla sólo con el aumento de la luz del día.
El cambio de Purkinje tiene un interesante correlato psicofísico; se puede observar, a medida que avanza la noche, que cambian las luminosidades de las flores de diferentes colores en un jardín; los rojos se vuelven mucho más oscuros o negros, mientras que los azules se vuelven mucho más brillantes. Lo que sucede es que, en este rango de luminosidades, llamado mesópico, tanto los bastones como los conos están respondiendo y, a medida que las respuestas de los bastones se vuelven más pronunciadas –es
decir,
a medida que aumenta la oscuridad– la escala de luminosidad de los bastones prevalece sobre la de los conos.