Il rosso che vedo io e il rosso che vedi tu

kitaoka_redspiralsIl rosso che vedi tu è uguale al rosso che vedo io? Direi di trascurare i risvolti filosofici della questione e di rispondere alla domanda come se fosse perfettamente appropriata. Mettiamo insomma che tu, mantenendo la tua identità, possa trasferirti nel mio corpo (Invasion of the Vision Snatchers*) e vedere il mondo attraverso il mio sistema visivo. Guardi un pomodoro maturo, poi, zip!, traslochi nella mia testa e lo guardi ancora: il suo colore è cambiato?

I colori che vediamo dipendono dall’attività di tre tipi di coni, soprannominati familiarmente coni rossi, verdi e blu perché rispondono di preferenza alle lunghezze d’onda lunghe (“rosse”), medie (“verdi”) e corte (“blu”) della luce. La luce riflessa dal pomodoro attiva soprattutto i coni rossi, un po’ meno i coni verdi e per niente i coni blu. Insomma, il colore che vediamo contemplando il pomodoro è dato da uno preciso rapporto, calcolato in alcune aree del cervello, tra le attività dei nostri coni rossi e verdi. Se coni rossi e verdi sono egualmente attivi, vediamo giallo; man mano che i coni rossi diventano più attivi di quelli verdi, il giallo diventa arancio e poi rosso. Potrebbero i nostri sistemi visivi essere così diversi da generare pomodori di colori diversi?

In alcuni casi, ça va sans dire. Per esempio, se sono un maschio ho una probabilità su dodici di essere daltonico. Il cervello di un daltonico non è capace di confrontare fra loro i livelli di attività dei coni rossi e verdi; è come se questi due livelli fossero sempre identici, per cui il risultato non può essere altro che giallo. Spòstati nella mia testa e il pomodoro ti apparirà giallognolo (anche se io ho imparato a chiamarlo “rosso”). Se invece sono una femmina potrei, tanto per dire, avere quattro coni diversi anziché tre; con la mia super-visione tetracromatica distinguerei sfumature di rosso che a te sembrano uguali. Spòstati nella mia testa e il pomodoro ti apparirà di un rosso diverso da prima.
Troppo facile puntare sulle eccezioni, dirai tu: ma se abbiamo tutti e due una visione a colori “normale”?
Beh, le prime fotografie di rètine umane con una risoluzione decente si è riusciti a ottenerle solo tre anni fa, e a sorpresa queste hanno rivelato che il rapporto fra coni rossi e verdi varia in modo impressionante fra un individuo e l’altro, addirittura fino a 40 volte. Alcuni di noi hanno lo stesso numero di coni rossi e verdi, in altri i coni rossi sono il doppio o il quadruplo di quelli verdi e così via. Se io ho un rapporto fra coni molto diverso dal tuo, quando traslochi nella mia testa il pomodoro ti apparirà di un rosso diverso da prima. La cosa stupefacente è che non è così diverso come ci si aspetterebbe: se fra tanti campioncini di giallo devono scegliere il giallo puro, quello che non tende né al rosso né al verde, persone con rapporti diversissimi fra coni indicano gialli molto simili. Questo vuol dire che nei cervelli esiste un meccanismo che calibra i colori allo stesso modo, compensando le differenze tra retine.
Un altro segno dell’esistenza di questo meccanismo di calibrazione è che il giallo visto come puro si sposta verso il rosso se si passa qualche ora al giorno in una stanza illuminata da luce rossa; cessata definitivamente la frequentazione della stanza rossa, ci vuole una settimana prima che il giallo torni quello di prima. Ne deduco che, se io e te avessimo sistemi visivi identici ma tu ti trasferissi nella mia testa al mio ritorno da una spedizione nel (giallo) Sahara o nella (bianca) Groenlandia, il pomodoro ti apparirebbe di un rosso diverso; ogni differenza, però, svanirebbe dopo qualche giorno che alloggi nella mia testa. Se condividiamo il mondo e le luci che lo illuminano, condividiamo anche il rosso dei pomodori.

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DOVE NEL LIBRO: capitolo 2, Il sistema visivo, e capitolo 3, Come vediamo i colori. La morale è che la visione a colori è guidata dalla nostra esperienza del mondo, mediante un meccanismo plastico che calibra i colori che vediamo sulla base di quelli dell’ambiente in cui ci troviamo a vivere—che dipendono fondamentalmente dall’illuminazione. Ho scritto la versione originale di questo pezzo, in risposta alla domanda di un lettore, per la rivista Coelum Astronomia (rubrica Fatti & Opinioni, aprile 2009).

ILLUSTRAZIONE: Qualche volta il rosso che vedo io è diverso dal rosso che vedo io. Questa immagine contiene un’unica tonalità di rosso, anche se i segmenti rossi appaiono arancioni all’interno delle spire gialle, e magenta all’interno delle spire blu (Akiyoshi Kitaoka, 2002).

RIFERIMENTI: Invasion of the Vision Snatchers è un omaggio a Invasion of the Body Snatchers (L’Invasione degli Ultracorpi): un celebre film, tratto da un racconto di fantascienza di Jack Finney, nel quale le persone vengono rimpiazzate da copie aliene perfettamente identiche ma prive di emozioni. Nella sindrome di Capgras (e questa non è fantascienza), una dissociazione fra emozioni e riconoscimento dei volti fa sì che gli individui affetti credano che parenti e amici siano stati sostituiti da impostori a loro identici.

Il mio occhio spiegato al calamaro (parte II)

interior camouflage, Desiree Palmen 2004

Interior camouflage, Desiree Palmen 2004

Come si diceva, la retina del nostro occhio è capovolta: un pasticcio, perché per poter uscire dall’occhio il nervo ottico deve bucare il tetto anziché il pavimento. Il risultato è un foro nello strato più prezioso, quello dei fotorecettori. Insomma, uno degli uffici al piano terra è vuoto, non ha nemmeno una singola cellula scrivana. Questa zona è detta macchia cieca: data l’assenza di fotorecettori, la luce che la colpisce non viene percepita affatto. Ma allora quando guardiamo in giro dovremmo vedere un buco! Un buco piccolo piccolo forse? Altro che piccolo: la macchia cieca è grande a sufficienza da far svanire un mandarino tenuto alla distanza del braccio teso.

In questa beata ignoranza veniamo mantenuti da due circostanze: la prima è che il nostro occhio si muove in continuazione, per cui il buco si sposta rapidissimamente di qua e di là, la seconda è che di occhi ne abbiamo due, e la regione del campo visivo invisibile a un occhio è visibile all’altro. Per sperimentare la macchia cieca dobbiamo non solo tapparci un occhio e tenere lo sguardo ben fermo, ma anche ricorrere a un trucchetto (a pagina 35 del libro, oppure qui, o anche qui). In queste dimostrazioni si fissa qualcosa, ad esempio una croce, tenendo aperto un solo occhio, e qualcos’altro, ad esempio un mandarino, sparisce. Il mandarino però non viene rimpiazzato da un “nulla” o da un “vuoto”: semplicemente, le caratteristiche della zona circostante si espandono all’area in cui il mandarino si trovava. Se il mandarino stava su una tovaglia bianca, l’area ex-mandarino si riempie di bianco; se stava su una tovaglia a righe, si riempie di righe. Si pensa che questa rappresentazione “fantasma” sia creata dalle cellule della corteccia visiva che si trovano vicino a quelle rimaste temporaneamente senza stimolazione. L’attivazione limitrofa si estenderebbe alla zona silente, un processo analogo a quello che si verifica nella sindrome dell’“arto fantasma”, in cui persone che hanno perso un braccio o una gamba continuano a percepirne la presenza.

Avete capito, insomma, che la fortuna di poter vedere una scena senza buchi e la disgrazia di sentire prurito o dolore a una gamba amputata si somigliano. Certo sarebbe stato meglio ritrovarsi direttamente col modello di occhio corretto, quello del calamaro, in cui vasi sanguigni e fibre nervose provengono da dietro la retina invece che da davanti. In questo modello, la retina è saldamente ancorata al fondo dell’occhio mediante le fibre nervose. Nel nostro, invece, il tappeto dei fotorecettori si può staccare con relativa facilità dal fondo dell’occhio, dando origine a un malanno serio che si chiama distacco di retina.
Ah, già. Avevo promesso di svelarvi come si fa a far passare i crampi a una mano che non c’è più. Sarebbe stato considerato impossibile fino a poco tempo fa, quando si credeva che la sindrome dell’arto fantasma fosse causata da un’irritazione delle terminazioni nervose recise durante l’amputazione. La recente comprensione del meccanismo reale ha permesso di trovare una soluzione semplice e geniale: lo si fa con gli specchi. (È incredibile il numero di problemi che possono essere risolti con gli specchi.) Il paziente infila l’arto sano (ad esempio, il braccio destro) in una delle due camere di una scatola speciale, divisa a metà da un doppio specchio, e l’arto amputato dall’altra parte. Nello specchio della camera di destra, il paziente vede la mano destra sana riflessa nella posizione in cui si troverebbe la mano sinistra mancante. A questo punto muove la mano destra, proprio come farebbe per rilassarla, e guardandone l’immagine riflessa ha la sensazione di muovere e rilassare anche la mano sinistra. Di solito questo esercizio arreca un sollievo immediato; in alcuni casi, un sollievo permanente.
Lasciarsi ingannare da quel che vediamo non è mica sempre una fregatura.

DOVE NEL LIBRO: capitolo 2, Il sistema visivo; scommetto che riuscite a far sparire il dischetto nero della Figura 2.9.

ILLUSTRAZIONE: L’illustrazione mostra un caso in cui, invece di vedere quello che non c’è—come facciamo quando completiamo la parte della scena che cade sulla nostra macchia cieca—non vediamo quello che c’è. O voi la vedete, la persona seduta di spalle, china in avanti e appoggiata al tavolo? A proposito, bella maglietta! (Desiree Palmen, 2004. Trovate qui altre opere di body camouflage della stessa artista. Le persone fotografate indossano abiti, in questo caso dipinti a mano, che riproducono la parte retrostante della scena. Il mantello che rende invisibili potrebbe essere basato sullo stesso principio; ecco un prototipo rudimentale, ma questo è solo l’inizio.)

Il mio occhio spiegato al calamaro

Quando un braccio o una gamba vengono amputati, succede che i pazienti continuino a sentirne la presenza. Non una gran compagnia, perché in alcuni malcapitati l’arto fantasma ha i crampi. I crampi a un braccio vero vanno e vengono, ma quelli a un braccio che non esiste non passano mai; di rimediare con un massaggio non se ne parla.
Ci tocca consolarci in un altro modo: se non esistessero braccia e gambe fantasma, il mondo che vediamo attorno a noi avrebbe un buco, e mica un buco da poco.

Il mio occhio è una sfera con un utile tappetino all’interno, sul fondo. Questo tappetino (la rètina) è una specie di sistema postale, con cellule “scrivane” (i fotorecettori) che rispondono alla luce e la convertono in segnali elettrici; cellule “intermediarie” che ricevono i segnali dalle cellule scrivane e li passano alle cellule postine; e cellule “postine” che li recapitano al cervello. Immaginate che il tappetino sia un condominio a tre piani: al piano più alto le scrivane, al piano sotto le intermediarie, e al piano terra le postine. Da qui al cervello c’è un po’ di strada, ma le postine non hanno bisogno di spostarsi: hanno codine lunghe e sottili, che ricoprono il pavimento e per praticità si raggruppano tutte in un fascio, il nervo ottico. Il nervo ottico deve bucare l’occhio per uscire, e che sarà mai se c’è un buco sul pavimento: tanto siamo al piano terra, giusto? Ah! qui entra in scena il calamaro, con tanto di fanfara.
Nell’occhio del calamaro, il buco sta intelligentemente sul pavimento; ma nel nostro (e in quello degli altri vertebrati), il buco sta sul tetto. Il tappetino è capovolto: la luce in arrivo deve attraversare prima il pavimento ricoperto di cavi, poi le cellule postine, poi le cellule intermediarie, poi le cellule scrivane; solo a questo punto viene captata e trasformata in segnali elettrici. Gran parte della luce arriva a destinazione comunque, perché la retina è sottile e le cellule praticamente trasparenti; però non venitemi a dire che siamo nel migliore dei mondi possibili. Tanto è vero che l’evoluzione ci ha messo una toppa: nel punto centrale della retina, dove mettiamo a fuoco quello che vogliamo vedere chiaramente, c’è una sorta di precipizio, una stanzucola al piano terra. Qui le cellule scrivane non hanno nessuno sulla testa: le cellule postine e intermediarie sono ammucchiate di lato.
Specie in presenza di calamari, dobbiamo ammettere che questa retina rovesciata è un caso plateale di errore di progettazione. L’errore non era tale nel progetto originario: il primo occhio era un gruppo di cellule sensibili alla luce, collocato sotto la pelle di un nostro minuscolo antenato trasparente. Le fibre nervose vi giungevano dall’esterno, una soluzione buona come un’altra per una creatura trasparente. L’evoluzione ha edificato su queste basi, e centinaia di milioni di anni non hanno potuto far nulla per eliminare il difetto di partenza.

[CONTINUA: Questo post ha una seconda parte, in arrivo prossimamente, in cui si sciolgono i nodi sospesi. In particolare, si svela perché del buco non ci accorgiamo, che diamine c’entra l’arto fantasma, e come far passare i crampi a un braccio che non c’è più.]

DOVE NEL LIBRO: capitolo 2, Il sistema visivo.

ILLUSTRAZIONE: Un calamaro gigante (9 metri), catturato in Nuova Zelanda nel 2000 ed esposto al Museo Nazionale di Storia Naturale di Parigi. Se sembra di plastica, è perché è stato plastificato sostituendo i liquidi corporei con un polimero a indurimento.