El efecto Purkinje o fenómeno de Purkinje ( en checo: [ˈpurkɪɲɛ] ; a veces llamadodesplazamiento de Purkinje, a menudo pronunciado / p ər ˈ k ɪ n dʒ i / )[1]es la tendencia de lade luminanciadelojoa desplazarse hacia elazuldelespectro de coloren niveles bajosde iluminacióncomo parte dela adaptación 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 recibe su 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 bajo el mismo nombre para describir el cambio general de la sensibilidad espectral debido a la agrupación de señales de salida de bastones y conos como parte de la adaptación a la oscuridad/luz.[5][6][7][8]
Este efecto introduce una diferencia en el contraste de color bajo diferentes niveles de iluminación. Por ejemplo, bajo la luz del sol , las flores de geranio aparecen de un rojo brillante contra el verde opaco de sus hojas , o las flores adyacentes de color azul, pero en la misma escena vista al anochecer , el contraste se invierte, con los pétalos rojos apareciendo de un rojo oscuro o negro, y las hojas y los pétalos azules apareciendo 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 a 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 desplazamiento 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 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]
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 a la luz del día, se agrupan 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 nm.
La insensibilidad de los bastones a la luz de longitud de onda larga (es decir, la luz roja) ha llevado al uso de luces rojas en ciertas circunstancias especiales, por ejemplo, en las salas de control de submarinos, en laboratorios de investigación, aviones y en la 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 estar iluminada de forma diferente para permitir que los miembros de la tripulación lean los paneles de instrumentos y, al mismo tiempo, permanezcan adaptados a 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). 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 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 cónicos. [14] Los sujetos animales no perciben las luces rojas y, por lo tanto, experimentan la oscuridad (el período activo de los animales nocturnos ), pero los investigadores humanos, que tienen un tipo de cono (el "cono L") que es sensible a las longitudes de onda largas, pueden leer instrumentos o realizar procedimientos que serían imprácticos 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 a menudo se iluminan con luz roja.
El efecto fue descubierto en 1819 por Jan Evangelista Purkyně . Purkyně era un erudito [16] que solía meditar al amanecer durante largos paseos por los campos floridos de Bohemia . Purkyně notó que sus flores favoritas parecían 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 el otro para el anochecer 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 demostrarlo de forma más vívida, tomemos algunos colores antes del amanecer, cuando comienza a aclararse lentamente. Al principio, solo se ven negros y grises. En particular, los colores más brillantes, el rojo y el verde, parecen más oscuros. El amarillo no se puede distinguir de un rojo rosado. El azul se hizo visible primero para mí. Los matices de rojo, que por lo general brillan más a la luz del día, es decir, el carmín, el cinabrio y el naranja, se muestran más oscuros durante bastante tiempo, en contraste con su brillo promedio. El verde me parece más azulado y su tinte amarillo se desarrolla solo con el aumento de la luz del día.
El desplazamiento de Purkinje tiene un correlato psicofísico interesante; se puede observar, a medida que avanza la tarde, que las luminosidades de los diferentes colores de las flores de un jardín cambian; 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.