El efecto de Purkinje (a veces llamado desplazamiento de Purkinje o adaptación a la oscuridad) es la tendencia de la sensibilidad máxima de luminancia del ojo humano a desplazarse hacia el extremo azul del espectro de color a niveles de iluminación bajos. El efecto lleva el nombre del anatomista checo Jan Evangelista Purkyně.
Este efecto introduce una diferencia en el contraste de color bajo diferentes niveles de iluminación. Por ejemplo, a la luz del sol brillante, las flores de geranio aparecen de color rojo brillante contra el verde mate de sus hojas o flores azules adyacentes, pero en la misma escena vista al atardecer, el contraste se invierte, con los pétalos rojos de un rojo oscuro o negro, y las hojas y los pétalos azules parecen relativamente brillantes.
La sensibilidad a la luz en la visión escotópica varía con la longitud de onda, aunque la percepción es esencialmente en blanco y negro. El cambio de Purkinje es la relación entre el máximo de absorción de la rodopsina, que alcanza un máximo a aproximadamente 500 nm, y la de las opsinas en los conos de longitud de onda larga y media que dominan en la visión fotópica, aproximadamente 555 nm.
En astronomía visual, el cambio de Purkinje puede afectar las estimaciones visuales de estrellas variables cuando se usan estrellas de comparación de diferentes colores, especialmente si una de las estrellas es roja.
Fisiología
El efecto ocurre porque los conos sensibles al color en la retina son más sensibles a la luz verde, mientras que las varillas, que son más sensibles a la luz (y por lo tanto más importantes en condiciones de poca luz) pero no distinguen colores, responden mejor al verde luz azul. Esta es la razón por la cual los humanos se vuelven virtualmente ciegos al color bajo niveles bajos de iluminación, por ejemplo, la luz de la luna.
El efecto de Purkinje ocurre en la transición entre el uso primario de los sistemas fotópico (basado en cono) y escotópico (basado en varilla), es decir, en el estado mesópico: a medida que la intensidad se atenúa, las barras toman el control y antes de que desaparezca por completo el color. se desplaza hacia la sensibilidad superior de las varillas.
La sensibilidad de la varilla mejora considerablemente después de 5-10 minutos en la oscuridad, pero las varillas toman alrededor de 30 minutos de oscuridad para regenerar los fotorreceptores y alcanzar una sensibilidad total.
Uso de luces rojas
La insensibilidad de las barras a la luz de longitud de onda larga ha llevado al uso de luces rojas bajo ciertas circunstancias especiales, por ejemplo, en las salas de control de los submarinos, en los laboratorios de investigación, en los aviones o durante la astronomía a simple vista.
En condiciones en las que es deseable tener activados los sistemas fotópico y escotópico, las luces rojas proporcionan una solución. Los submarinos están bien iluminados para facilitar la visión de los miembros de la tripulación que trabajan allí, pero la sala de control debe estar iluminada de manera diferente para permitir que los miembros de la tripulación lean los paneles de instrumentos pero permanezcan ajustados en la oscuridad. Al usar luces rojas o usar gafas rojas, los conos pueden recibir suficiente luz para proporcionar una visión fotópica (es decir, la visión aguda necesaria para la lectura). Las barras no están saturadas por la luz roja brillante porque no son sensibles a la luz de longitud de onda larga, por lo que los miembros de la tripulación permanecen adaptados a la oscuridad. De manera similar, las cabinas de los aviones usan luces rojas para que los pilotos puedan leer sus instrumentos y mapas mientras mantienen la visión nocturna para ver fuera de la aeronave.
Las luces rojas también se usan a menudo en entornos de investigación. Muchos animales de investigación (como ratas y ratones) tienen una visión fotópica limitada, ya que tienen muchos menos fotorreceptores cónicos. Al usar luces rojas, los sujetos animales se mantienen «en la oscuridad» (el período activo para animales nocturnos), pero los investigadores humanos, que tienen un tipo de cono (el «cono L») que es sensible a longitudes de onda largas, son capaz de leer instrumentos o realizar procedimientos que serían poco prácticos incluso con visión escotópica totalmente adaptada (pero de baja agudeza visual). Por la misma razón, las exhibiciones zoológicas de animales nocturnos a menudo se iluminan con luz roja.
Historia
El efecto fue descubierto en 1819 por Jan Evangelista Purkyně. Purkyně era un erudito que a menudo meditaba al amanecer durante largas caminatas en los florecidos campos de Bohemia. Purkyně notó que sus flores favoritas se veían de un rojo brillante en una tarde soleada, mientras que al amanecer se veían muy oscuras. Él razonó que el ojo no tiene uno sino dos sistemas adaptados para ver los colores, uno para la intensidad de la luz general brillante, y el otro para el crepúsculo y el amanecer.
Purkyně escribió en su Neue Beiträge:
Objetivamente, el grado de iluminación tiene una gran influencia en la intensidad de la calidad del color. Para probar esto de forma más vívida, tome algunos colores antes del amanecer, cuando comience a iluminarse lentamente. Inicialmente uno ve solo negro y gris. En particular, los colores más brillantes, rojo y verde, aparecen más oscuros. El amarillo no se puede distinguir de un rojo sonrosado. Azul se hizo notable para mí primero. Los matices de rojo, que de otro modo arden más brillantes a la luz del día, a saber, carmín, cinabrio y naranja, se muestran más oscuros durante bastante tiempo, en contraste con su brillo promedio. El verde me parece más azulado, y su tinte amarillo se desarrolla con el aumento de la luz del día solamente.