I colori sono solo illusioni create dal nostro cervello?

La visione dei colori è la capacità di distinguere diverse lunghezze d'onda della radiazione elettromagnetica. La visione dei colori si basa su un meccanismo di percezione del cervello che tratta la luce con diverse lunghezze d'onda come diversi stimoli visivi (ad esempio, i colori). I soliti fotorecettori insensibili al colore (i bastoncelli negli occhi umani) reagiscono solo alla presenza o all'assenza di luce e non fanno distinzione tra lunghezze d'onda specifiche.

Possiamo sostenere che i colori non sono reali: sono "sintetizzati" dal nostro cervello per distinguere la luce con diverse lunghezze d'onda. Mentre i bastoncelli ci danno la capacità di rilevare la presenza e l'intensità della luce (e quindi consentono al nostro cervello di costruire l'immagine del mondo che ci circonda), il rilevamento specifico di diverse lunghezze d'onda attraverso canali indipendenti fornisce alla nostra visione del mondo un'elevata risoluzione aggiuntiva. Ad esempio, i colori rosso e verde sembrano quasi identiche sfumature di grigio nelle foto in bianco e nero.

Un animale con una visione in bianco e nero da solo non sarà in grado di fare una distinzione tra, diciamo, una mela verde e una rossa, e non saprà quale ha un sapore migliore prima di provarle entrambe in base al colore. I biologi evoluzionisti ritengono che gli antenati umani abbiano sviluppato la visione dei colori per facilitare l'identificazione dei frutti maturi, il che ovviamente fornirebbe un vantaggio nel competitivo mondo naturale.

Il motivo per cui determinate lunghezze d'onda sono abbinate a determinati colori rimane un mistero. Tecnicamente, il colore è un'illusione creata dal nostro cervello. Pertanto, non è chiaro se altri animali vedono i colori nello stesso modo in cui li vediamo. È probabile che, a causa della storia evolutiva condivisa, altri vertebrati vedano il mondo colorato in modo simile a come lo vediamo noi. Ma la visione dei colori è abbastanza comune nel vasto regno animale: insetti, aracnidi e cefalopodi sono in grado di distinguere i colori.

Che tipo di colori vedono questi animali?

La visione dei colori umana si basa su tre fotorecettori che rilevano i colori primari: rosso, verde e blu. Tuttavia, alcune persone mancano di fotorecettori rossi (sono "bicromati") o hanno un fotorecettore aggiuntivo che rileva da qualche parte tra i colori rosso e verde ("tetracromati"). Ovviamente, avere solo 3 fotorecettori non limita la nostra capacità di distinguere altri colori.

Ogni fotorecettore può assorbire una gamma piuttosto ampia di lunghezze d'onda della luce. Per distinguere un colore specifico, il cervello confronta e analizza quantitativamente i dati di tutti e tre i fotorecettori. E il nostro cervello lo fa con notevole successo: alcune ricerche indicano che possiamo distinguere i colori che corrispondono a differenze di lunghezza d'onda di appena 1 nanometro.

Questo schema funziona in gran parte allo stesso modo nella maggior parte degli animali vertebrati superiori che hanno la visione dei colori. Sebbene la capacità di distinguere tra tonalità specifiche varia in modo significativo tra le specie, con gli esseri umani che hanno una delle migliori capacità di distinguere i colori.

Tuttavia, gli invertebrati che hanno sviluppato la visione dei colori (e la visione in generale) in modo completamente indipendente da noi dimostrano approcci notevolmente diversi al rilevamento e all'elaborazione del colore. Questi animali possono avere un numero eccezionalmente elevato di recettori del colore. Il gambero mantide, ad esempio, ha 12 diversi tipi di fotorecettori. La comune farfalla bluebottle ha anche più - 15 recettori.

Significa che questi animali possono vedere colori aggiuntivi per noi inimmaginabili? Forse sì. Alcuni dei loro fotorecettori operano in una regione piuttosto ristretta dello spettro della luce. Ad esempio, possono avere 4-5 fotorecettori sensibili nella regione verde dello spettro visivo. Ciò significa che per questi animali le diverse tonalità di verde possono apparire diverse come i colori blu e rosso appaiono ai nostri occhi! Ancora una volta, i vantaggi evolutivi di tali adattamenti sono evidenti per un animale che vive tra gli alberi e le erbe dove la maggior parte degli oggetti, come li vediamo, sono colorati in varie tonalità di verde.

I ricercatori hanno provato a verificare se un insieme più complicato di recettori visivi fornisce vantaggi agli animali quando si tratta di distinguere tra i colori principali. I risultati mostrano che questo non è necessariamente il caso, almeno non per la mantide. Nonostante l'impressionante serie di recettori che rilevano la luce in una parte molto più ampia dello spettro elettromagnetico rispetto agli esseri umani, la capacità dei gamberetti di distinguere tra i colori è eccezionale rispetto a noi. Tuttavia, determinano rapidamente i colori. Questo è probabilmente più importante per scopi pratici, poiché i gamberetti mantide sono predatori. Un gran numero di fotorecettori consente la loro rapida attivazione a specifiche lunghezze d'onda della luce e quindi comunica direttamente al cervello quale specifica lunghezza d'onda è stata rilevata. In confronto, gli esseri umani devono valutare e quantificare i segnali di tutti e tre i fotorecettori per decidere un colore specifico. Ciò richiede più tempo ed energia.

Oltre a impiegare un numero diverso di fotorecettori per rilevare la luce di lunghezze d'onda specifiche, alcuni animali possono rilevare la luce che noi umani non siamo completamente in grado di vedere. Ad esempio, molti uccelli e insetti possono vedere nella parte UV dello spettro. I bombi, ad esempio, hanno tre fotorecettori che assorbono nelle regioni UV, blu e verde dello spettro. Questo li rende tricromati, come gli umani, ma con la sensibilità spettrale spostata all'estremità blu dello spettro. La capacità di rilevare la luce UV spiega perché alcuni fiori hanno motivi visibili solo in questa parte dello spettro. Questi modelli attirano gli insetti impollinatori, che hanno la capacità di vedere in questa regione spettrale.

Un certo numero di animali è in grado di rilevare la luce infrarossa (la radiazione a lunga lunghezza d'onda) emessa da corpi e oggetti riscaldati. Questa capacità facilita notevolmente la caccia ai serpenti che di solito sono alla ricerca di piccole prede a sangue caldo. Vederli attraverso i recettori di rilevamento IR è, quindi, un ottimo strumento per i rettili che si muovono lentamente. I fotorecettori sensibili alla radiazione IR nei serpenti non si trovano nei loro occhi ma negli “organi delle cavità” situati tra gli occhi e le narici. Il risultato è sempre lo stesso: i serpenti possono colorare gli oggetti in base alla loro temperatura superficiale.

Come mostra questo breve articolo, noi esseri umani possiamo vedere e analizzare solo una piccola parte delle informazioni visive disponibili per altre creature. La prossima volta che vedi un'umile mosca, pensa a quanto diverso percepisce le stesse cose che state guardando entrambi!

RIFERIMENTI

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Questo articolo è apparso originariamente sul premiato blog sulla salute e la scienza e sulla comunità a tema cerebrale, BrainBlogger: How the Brain Perceives Colors?