INSTITUTO DE OPTICA  
Español | English

La visión está protegida contra el desenfoque azul  
La visión está protegida contra el desenfoque azul
Las imperfecciones ópticas del ojo humano (conocidas como aberraciones) difuminan las imágenes proyectadas en la retina. Además de las aberraciones que ocurren por estímulos en todos los colores, conocidas como aberraciones policromáticas, el índice de refracción de los medios oculares varía con la longitud de onda. Esta variación hace que la potencia focal del ojo varía en casi 2 dioptrías en todo el espectro visible, un efecto conocido como aberración cromática longitudinal (LCA)

Debido a esta aberración cromática, las imágenes azules se desenfocan cuando el ojo se enfoca en el medio del espectro visible, pero normalmente no somos conscientes de ese desenfoque cromático.

A pesar de la degradación de la calidad óptica causada por las aberraciones, los observadores no son conscientes del desenfoque presente en sus imágenes retinianas, lo que refleja tanto las propiedades de muestreo de las neuronas retinianas como la adaptación neuronal subyacente al desenfoque óptico nativo. Esta adaptación neuronal es omnipresente en la visión, ya que el sistema visual se adapta a los cambios en la óptica y el entorno a lo largo del tiempo, utilizando estrategias similares en múltiples dominios de estímulos (color, contraste, frecuencia espacial o percepción facial)

El desenfoque de la imagen retiniana causado por el LCA del ojo es potencialmente alto. El desenfoque cromático entre la longitud de onda de la sensibilidad máxima de los conos S y M / L es ~ 1,5 D, equivalente a un círculo de desenfoque de ~ 26 minutos de arco para una pupila de 5 mm. Sin embargo, el sistema visual es sensible al desenfoque de tan solo 1 minuto de arco, aunque esto depende del contexto del desenfoque.

Una pregunta importante sin resolver es: ¿por qué la percepción de las imágenes no se degrada severamente por el desenfoque cromático? El impacto visual de la LCA sobre la calidad de la imagen policromática se reduce por la sensibilidad espectral de los fotorreceptores retinianos, pero el efecto del emborronamiento de la LCA en los objetivos monocromáticos cuando el ojo se enfoca en el medio del espectro es grande. Comprender cómo el sistema visual se enfrenta a la LCA es importante para muchos procesos visuales. El proceso de adaptación al desenfoque cromático puede ocurrir durante el desarrollo de la catarata y puede desempeñar un papel en la adaptación al reemplazo del cristalino del ojo por una lente intraocular (LIO) después de la cirugía de cataratas, ya que la magnitud de la aberración cromática del cristalino y la LIO difieren. Con el desarrollo de nuevos diseños de LIOs multifocales difractivas, también es posible modular la aberración cromática de forma independiente para los focos lejanos, intermedios o cercanos, cancelando la LCA al menos en algunas distancias. Sin embargo, el impacto visual de eliminar la LCA sigue siendo una cuestión abierta

las simulaciones ópticas mostraron que la combinación de aberraciones cromáticas y monocromáticas naturales aumentaba el contraste de los estímulos azules cuando el ojo estaba enfocado en el verde en comparación con un ojo con aberración corregida. Por tanto, la óptica aberrada parecía proporcionar al ojo una protección parcial contra el desenfoque cromático.

La Óptica Adaptativa (AO) es una técnica que se puede utilizar para compensar las aberraciones monocromáticas del ojo, por lo tanto, la Óptica Adaptativa permite probar la hipótesis de que el aumento de la profundidad de foco que surge de las interacciones ópticas de LCA y aberraciones monocromáticas puede explicar la relativa insensibilidad de la visión humana al desenfoque cromático en los componentes de longitud de onda corta (azul) de una imagen policromática. Si este no es el caso, otros mecanismos de percepción (adaptación) pueden jugar roles de control. La pregunta es importante ya que los fabricantes de lentes intraoculares (LIO) se embarcan en el desarrollo de nuevos diseños para reducir el LCA. Estos desarrollos conducirán a pacientes equipados con lentes intraoculares que alteran el equilibrio de aberraciones monocromáticas / policromáticas, que pueden ser necesarias para recalibrar perceptualmente a un nuevo entorno espacial / cromático.

Nuestros resultados revelan que, en promedio, las imágenes azules desenfocadas aparecen menos borrosas cuando las aberraciones nativas están presentes que cuando se corrigen, en línea con los hallazgos ópticos. Sin embargo, la calidad percibida de las imágenes azules (cuando el ojo está enfocado en verde) es relativamente alta, con o sin aberraciones monocromáticas de alto orden. Y lo que es más relevante, las imágenes azules (desenfocadas naturalmente por el desenfoque cromático) se juzgan psicofísicamente como más nítidas que las imágenes verdes (o en escala de grises monocromáticas) desenfocadas por la misma cantidad de desenfoque equivalente (-0,87 D). La mayor calidad percibida de las imágenes azules desenfocadas en comparación con las imágenes verdes desenfocadas o en escala de grises sugiere que el sistema visual está calibrado en función de la cromaticidad promedio y el mecanismo de adaptación podría utilizar información de color para descartar el desenfoque perceptual o la pérdida de nitidez.

En el trabajo se concluye que la mejor calidad perceptual de los estimulos azules desenfocados está influenciada por los mecanismos de adaptación neuronal. El cambio en la puntuación psicofísica del azul (en comparación con el mismo desenfoque en verde) puede ser la base de la adaptación contingente al azul y las imágenes desenfocadas (ya que el componente azul de las imágenes normalmente está desenfocado). También puede sugerir que los observadores están naturalmente adaptados tanto al desenfoque producido por sus aberraciones nativas como al efecto producido por el desenfoque natural en azul.
Además, la presencia de aberraciones ópticas monocromáticas protege la visión contra el desenfoque cromático.

Enlace al artículo

El trabajo es una colaboración entre el Instituto de Óptica,School of Optometry de la Universidad de Indiana y The Schepens Eye Research Institute-Massachusetts Eye and Ear Infirmary, Department of Ophthalmology, de Harvard Medical School, Boston
 
Investigación financiada por el Ministerio de Ciencia e Innovación y la Agencia Estatal de Investigación
Instituto de Óptica "Daza de Valdés"
(IO-CSIC)
C/ Serrano, 121
28006 Madrid (España)
Tel: 915 616 800
Consejo Superior de Investigaciones Científicas - Instituto de Óptica twitter twitter twitter twitter
Enlaces | Contacto | Aviso legal | Intranet | Instituto de Óptica (CSIC) | Exposición 75 años | Fondo Fotográfico “María Teresa Vigón”