Por que e como vemos em cores?

Você já se interessou em saber como e por que você consegue distinguir cores? Ué, você pode dizer, é algo tão natural que nunca me passou pela cabeça saber o porquê disso! Bem, aos curiosos de plantão, vamos descobrir.

A luz entra no corpo através dos olhos. Os olhos são verdadeiras caixas de revelação fotográfica, onde a córnea e o líquido atrás dela (humor aquoso) servem como meios transparentes de passagem da luz. Há a necessidade de uma lente, pois se não fosse assim, a luz simplesmente incidiria sobre a parte de trás do olho, a retina, e sabe-se lá como ela seria interpretada pelo cérebro. Do contrário, há uma lente, o cristalino, que como uma lente biconvexa transmite a luz à retina de forma acurada, sendo que a imagem refletida sobre a retina é menor que a original e de cabeça para baixo.

Observe a figura abaixo:

http://t1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTwbUtwtqc67Hylha8Fw-m8KRiLlRA8SUtMs7ikkfdQgQCNw7PH6A

Agora observe esta outra figura, desta vez de um olho vendo uma pessoa. Observe a ação do cristalino, semelhante à ação da lente acima:

http://www.nucleomg.com.br/imagem/globo_ocular3.gif

Observe ainda a ótima comparação entre o olho e uma câmera fotográfica. As alterações o olho com o nascimento, sendo maiores ou menores no sentido ântero-posterior, as doenças dos meios de transmissão da imagem, como a córnea e o cristalino, além da perda de elasticidade do cristalino com o envelhecimento (o cristalino, sob a ação do músculo ciliar, pode mudar levemente de forma para poder focar estruturas mais próximas ou mais distantes do olho) podem levar a alterações de refração, como miopia, astigmatismo ou hipermetropia. Mas essa é outra história. 

Muito bem. Uma vez na retina, a imagem é captada por células que lá residem, capazes de entender os reflexos luminosos. São os cones e bastonentes, ou fotoreceptores, neurônios especializados na transdução do sinal luminoso em imagem e cores no cérebro. Você já deve ter ouvido falar neles. Os cones são células de aspecto cônico, e localizam-se em toda a retina, especialmente na fóvea, área da retina que "vê" o centro do campo visual, onde está o objeto de nosso interesse no momento, o que queremos focalizar, em detrimento do resto do campo, a periferia. Os cones funcionam melhor na luz, e há três tipos de cones: Aqueles que "vêem" a cor azul, aqueles que "vêem" a cor vermelha, e aqueles que "vêem" a cor verde. Numa retina humana, há cerca de 5 milhões de cones, versus 120 milhões de bastonetes (Fonte).

Já os bastonetes são células semelhantes a bastões, em maior número que os cones, como já falado, e que necessitam de pequena quantidade de luz para serem ativadas. Os bastonetes são os responsáveis pela visão em ambientes menos iluminados.

Veja abaixo uma representação destas células:

http://ts1.mm.bing.net/images/thumbnail.aspx?q=1533028088024&id=23c73f8e7bbb99cbfdc6fb77fd51c214

Esta é a sua retina, com 10 camadas. A camada mais interna, que recebe a luz é a camada pigmentar, escura, e logo abaixo vem a camada de cones e bastonetes (os cones, coloridos em verde, azul e vermelho esquematicamente, são chamados em inglês de cones, e os bastonetes, em coloração esquemática azul escura, são os rods).

Veja agora uma foto destas células com microscopia eletrônica:

http://ts1.mm.bing.net/images/thumbnail.aspx?q=1550032117788&id=4ef68e2289d35e1ad752bdf17e697d24

Certo. Entendeu até agora? Espero que sim.

Mas como exatamente vemos em cores? A explicação é longa e muito técnica, e farei um breve sumário aqui. A luz é composta de onda e partículas, os fótons. Dependendo da quantidade de fótons, a luz pode ser mais ou menos intensa. Como onda, a luz tem frequência, comprimento de onda e amplitude, e é justamente a frequência da onda de luz que determina a cor que vemos. Assim, os cones recebem a luz, e a comparação, ou seja, a diferença relativa entre as frequências de luz em cada região da retina determina a cor que vemos. Os cones em si não vêem cores realmente. Estes sinais são transmitidos pela via visual através dos tratos ópticos até o lobo occipital. Lá no lobo occipital, estes sinais luminosos transduzidos e codificados são interpretados por várias áreas cerebrais distintas, em córtices (plural de córtex, a área mais externa do cérebro, a substância negra propriamente dita), além de outras atribuições da imagem, como movimento ou não, velocidade, profundidade, dimensões e forma da imagem.

Veja abaixo um esquema de frequência e comprimento de onda de luz:

http://ts1.mm.bing.net/images/thumbnail.aspx?q=1519547910536&id=aec0f049a6b037d7d375f82387319375

Aqui temos o espectro do arco-íris, com ondas de menor frequência (medida em ciclos por segundo ou Hertz - Hz) na faixa do vermelho, e ondas de maior frequência na faixa do violeta. Ondas intermediárias são amarelas e verdes. É assim que o olho humano, nossa única referência real, vê cada frequência de onda.

Já o trato óptico, por onde passa a visão, e consequentemente as cores, pode ser visto aqui:

http://ts1.mm.bing.net/images/thumbnail.aspx?q=1521654506720&id=ec0d0c38ac1025c5a2ff4e70f78d3639

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