Percezione dei colori e occhio umano

Il modo in cui gli occhi percepiscono i colori è molto complesso e dipende dal corretto funzionamento di alcune cellule nervose e da determinate strutture del bulbo oculare. Ne parliamo in questo articolo.
Percezione dei colori e occhio umano

Ultimo aggiornamento: 20 agosto, 2021

La vista è uno dei sensi più complessi del corpo umano. Inizia a svilupparsi a partire da una rete di cellule nervose che trasformano gli stimoli luminosi in impulsi elettrici affinché questi vengano elaborati nell’encefalo. Ma in che modo avviene la percezione dei colori da parte dell’occhio umano?

L’occhio umano possiede diverse strutture che partecipano alla cattura e percezione delle immagini, in maniera analoga al funzionamento di una macchina fotografica.

Il cristallino ha il compito di mettere a fuoco il soggetto, mentre l’iride regola la quantità di luce che raggiunge il bulbo oculare. La retina agisce da strato fotosensibile che ha il compito di assorbire i fasci di luce.

Nella retina sono presenti due tipi di cellule che fungono da fotorecettori: coni e bastoncelli. I bastoncelli aiutano a distinguere forme, figure e contrasti, mentre i coni consentono di dare nitidezza e differenziare la gamma di colori dello spettro luminoso.

Che cos’è il colore?

Il colore è la percezione visiva prodotta nell’occhio umano come risultato della sua capacità di distinguere le diverse lunghezze d’onda dello spettro elettromagnetico. Quando un elemento o un corpo è illuminato, assorbe parte dei fasci di luce e riflette gli altri.

Tutta la luce riflessa viene captata dall’occhio ed elaborata dal lobo occipitale del cervello, che le assegna una tonalità specifica. Alcuni studi affermano che la lunghezza d’onda emessa da un oggetto è responsabile della sua opacità, dal momento che quest’ultima rappresenta la principale componente fisica del colore.

Per esempio, una banana o un limone producono lunghezze d’onda comprese tra i 570 e i 580 nanometri, che dall’occhio umano vengono percepite come gialle. Ciononostante, la percezione del colore dipende dall’intensità dei raggi di luce che incidono su un determinato elemento.

Il colore di un oggetto o corpo diventa più opaco fino a essere percepito come nero in assenza di luce. È importante sottolineare che il nero è il risultato dell’assorbimento di tutti i colori e non corrisponde a una specifica lunghezza d’onda.

Palle di vari colori.
I colori vengono percepiti in base alla lunghezza d’onda della luce. Tale percezione avviene per opera di retina e cervello.

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Perché ci sono oggetti di colori diversi?

Il colore è un fattore inerente alla capacità di un oggetto di assorbire e riflettere le lunghezze d’onda. L’occhio umano percepisce i fasci di luce riflessi, i quali vengono catalogati nel cervello che assegna essi doversi colori. Lo spettro di luce visibile per gli esseri umani è collocato tra i 380 e i 780 nanometri.

Di conseguenza, gli occhi percepiscono i colori rossastri presenti nel sangue o in una mela come risultato della capacità di questi ultimi di captare parte della luce ed emettere una lunghezza d’onda compresa tra 615 e 780 nanometri. Allo stesso modo, i fasci di luce compresi tra 425 e 475 nanometri vengono percepiti come azzurri.

Il verde, il rosso e l’azzurro sono i colori primari dello spettro visibile. di conseguenza, la variazione quantitativa di queste tonalità consente di produrre e percepire gli altri colori. ciononostante, il bianco è il risultato del riflesso simultaneo di tutte le lunghezze d’onda.

Come possiamo distinguere un colore dall’altro?

La luce è una delle forme di energia più comuni tra quelle presenti nel nostro ambiente, dal momento che il sole è la sua fonte principale. Si diffonde mediante particelle che le consentono di incidere sugli oggetti.

I fasci di luce contengono tutti i colori dell’arcobaleno, che vengono assorbiti e riflessi in base alle caratteristiche dell’elemento ricettore.

La retina è lo strato neurosensoriale dell’occhio che capta gli stimoli luminosi proiettati nello spazio. I coni sono le cellule che hanno il compito di ricevere le lunghezze d’onda che descrivono il colore. Alcuni studi segnalano tre tipi di coni che intervengono nella ricezione dello spettro elettromagnetico in base alla lunghezza d’onda: L, M ed S.

La percezione dei colori è possibile grazie alla stimolazione dei fotorecettori dell’occhio che danno inizio a una reazione molecolare alla quale prendono parte sostanze come l’opsina e il retinolo. Il risultato finale è la trasformazione degli stimoli luminosi in elettrici che descrivono un’immagine invertita.

Gli stimoli elettrici vengono integrati nel nervo ottico per poi passare attraverso il talamo e raggiungere le fibre talamo-corticali. Infine, gli stimoli raggiungono il lobo occipitale nelle aree di Brodmann 17, 18 e 19, dove si conclude la percezione dei colori e l’immagine viene corretta.

Percezione dei colori: teoria tricromatica vs teoria del processo opponente

Diverse teorie cercano di spiegare i meccanismi che consento la percezione dei colori. Ciononostante, quelle più accettate e studiate sono la teoria tricromatica e quella del processo opponente.

La teoria tricromatica venne sviluppata da Thomes Young nel 1802 e modificata da Herman von Helmholtz nel 1856. Afferma che nella retina vi sono tre tipi di coni, ognuno dei quali capta un determinato spettro di lunghezze d’onda, corrispondenti ai colori blu, verde e rosso.

Young e Helmholtz sottolineano che la percezione dei colori è il risultato dell’azione di questi tre recettori, che si attivano a diverse intensità. In questo modo, l’occhio umano percepisce il colore rosso quando la lunghezza d’onda stimola a grande intensità i recettori rossi e debolmente, invece, quelli blu e verdi.

D’altra parte, la teoria del processo opponente venne descritta alla fine del XIX secolo dal fisiologo Ewald Hering, che non condivideva la teoria precedente. Secondo Hering, l’occhio umano percepisce i colori sulla base di un sistema di canali opposti formato dai colori rosso, giallo, blu e verde.

In questo modo, il colore rosso si oppone al verde, il giallo al blu e il bianco al nero. Quindi, gli occhi percepiscono la tonalità di un oggetto in base ai due colori che si oppongono tra loro. Ciononostante, in base alla lunghezza d’onda captata, uno dei colori sopprime l’altro.

Questa teoria spiega perché gli esseri umani possono visualizzare tonalità giallo-rossicce e verde-giallognole, mentre non sono in grado di visualizzare toni verde-rossicci o giallo-bluastri.

Difficoltà di percezione dei colori

Le alterazioni nella percezione dei colori sono spesso il risultato di disturbi congeniti o acquisiti, secondo quanto affermano diversi studi.

La maggior parte di queste alterazioni è ereditaria e presente in oltre l’8% della popolazione maschile. In base alle loro caratteristiche, possono essere suddivise nelle seguenti categorie:

  • Tricromatismo anomalo.
  • Monocromatismo.
  • Dicromatismo.

Tricromatismo anomalo

Le persone affette da tricromatismo anomalo o difettoso presentano i tre coni necessari per la percezione dei colori, ma il loro funzionamento risulta alterato.

Per distinguere una tonalità dall’altra, la persona ha bisogno di un’intensità dei tre colori base diversa da quella richiesta da una persona comune.

Questa malattia porta a confondere i colori degli oggetti o corpi. Alla luce di ciò, può essere erroneamente diagnosticata come daltonismo.

Percezione dei colori alterala tulipani colorati e bianchi e neri.
Il tricromatismo anomalo non corrisponde al daltonismo. Seppur in apparenza simili, il meccanismo alla base non è lo stesso.

Monocromatismo

La persona affetta da monocromatismo presenta spesso completa assenza di percezione dei colori. Questo fenomeno è il risultato della presenza di un solo tipo di cono all’interno della retina oppure della totale assenza di coni ed è conosciuto come acromatopsia.

È comune accusare vista offuscata e difficoltà a mettere a fuoco in ambienti scarsamente illuminati. In generale, il monocromatismo comporta la percezione di tutti gli oggetti in tonalità nere, bianche e grigie. In seguito a ciò, viene chiamato “cecità ai colori”.

Dicromatismo

Il dicromatismo è un disturbo che interessa un unico gruppo di coni. La retina dispone dunque di due tipi di coni, il che consente alla persona di possedere una certa percezione del colore, per quanto diversa da quella normale.

Il daltonismo è la forma più comune di dicromatismo. Si tratta di una patologia ereditaria associata al cromosoma X, di conseguenza è più frequente negli uomini. Presenta diversi gradi di gravità.

Come rilevare possibili alterazioni nella percezione dei colori?

L’occhio umano percepisce i colori dell’ambiente circostante attraverso una rete di cellule nervose, note come coni e bastoncelli.

Difficoltà a distinguere i colori durante l’infanzia è di solito un campanello d’allarme di un’anomalia a carico di queste cellule. Oggi, una diagnosi medica tempestiva migliora notevolmente la prognosi a lungo termine.

In presenza di un qualunque sintomo che coinvolga la vista, si consiglia di rivolgersi a un oculista. Anche se non esiste cura per una patologia ereditaria, le alterazioni acquisite possono essere trattate evitando così la disabilità.

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