Come funziona il senso della vista?
L'esperienza della vista inizia quando i fotoni del mondo colpiscono la lente del nostro occhio e si concentrano su una piccola zona di cellule fotorecettive su una parte dell'occhio chiamata retina. Queste cellule sono disponibili in due tipi: coni retinici e coni. I coni servono per il rilevamento del colore, funzionano bene in condizioni di luce intensa e le aste sono più sensibili ma anche daltoniche. Gli esseri umani hanno circa 125 milioni di cellule staminali e 6 milioni di cellule coniche. Alcune specie hanno molte più canne, in particolare quelle adattate a vivere di notte. Alcuni gufi hanno una visione notturna 100 volte più acuta di quella alla quale siamo abituati.
Canne e coni svolgono una funzione chiamata fototrasduzione, che significa semplicemente convertire la luce in entrata in segnali elettrici da inviare al cervello, rendendo possibile la vista. Tutte queste cellule contengono proteine fotorecettive con varie molecole di pigmento. Nelle aste queste sono chiamate rodopsina. Nei coni si possono trovare vari pigmenti, che consentono all'occhio di distinguere tra diversi colori. Quando la luce associata al pigmento colpisce la cellula del fotorecettore, invia un segnale lungo la fibra ottica, altrimenti non lo fa. Le cellule fotorecettrici e la capacità visiva sono innovazioni evolutive estremamente vecchie, risalenti al periodo cambriano oltre 540 milioni di anni fa.
Esistono due notevoli caratteristiche strutturali della retina umana. La prima è la fovea, un'area altamente condensata di cellule fotorecettrici situata al centro della retina. La densità cellulare qui è molte volte maggiore rispetto alla periferia, spiegando perché quando guardiamo direttamente qualcosa è molto più chiaro che guardarla con la coda dell'occhio.
La fovea è anche responsabile degli adattamenti comportamentali che ci provocano a girare rapidamente la testa e fissare qualcosa se ci fa sussultare. Se la fovea non esistesse e la densità dei fotorecettori fosse uniforme su tutta la superficie della retina, non avremmo bisogno di farlo - dovremmo solo girare leggermente la testa in modo che l'evento cada almeno nel nostro campo visivo . L'area foveale è una porzione relativamente piccola del campo visivo, larga circa 10 gradi.
La seconda caratteristica strutturale notevole nella retina è il nostro punto cieco. È qui che la fibra ottica si collega alla parte posteriore della retina per ottenere informazioni visive, precludendo l'esistenza di fotorecettori in un piccolo punto. Il nostro cervello riempie automaticamente i nostri punti ciechi per noi, ma vari esercizi visivi possono dimostrare che è lì.
Una volta che la luce viene convertita in impulsi elettrici e inviata alla fibra ottica, arriva fino alla parte posteriore del cervello (dopo aver effettuato alcuni scali), dove si trova la corteccia visiva. Nella corteccia visiva, una gerarchia di cellule rivelatrici isola regolarità utili nei dati visivi, scartando le informazioni superflue. Uno strato di cellule rileva elementi come linee e curve.
Un livello superiore rileverebbe regolarità come il movimento e le forme 3D. Il livello più alto è dove appaiono i gestalt - simboli generali - responsabili dell'esperienza cosciente della vista in circostanze normali. La corteccia visiva è tra le meglio comprese di tutte le aree del cervello, con una voluminosa letteratura sulle neuroscienze.