Paseando un día cualquiera de verano por la costa a la hora de la puesta de sol me encontraba mirando al horizonte lejano cuando de repente empezó a asomar como de debajo del agua la luna llena. Una vez que empezó a ser más visible se hacía más evidente un hecho bastante extraño: esta luna era inmensa, mucho más grande que cualquier otra que nunca haya visto, los cráteres lunares eran perfectamente visibles y pareciera como si fuese a echarse encima de mi engullendo a la Tierra. Quise inmortalizar aquel mágico momento y eché mano de mi cámara de fotos para fotografiar este impresionante espectáculo, al visualizar la foto quedé estupefacto al contemplar que la luna de la foto no tenía nada que ver con la que había estado contemplando minutos antes: !era mucho más pequeña y su aspecto era el de siempre! ¿Que está pasando aquí?
Seguro que usted ha contemplado en algún momento esta experiencia, se conoce como la ilusión de la gran Luna llena y como ya habrá podido intuir se trata de una ilusión creada por el cerebro y una prueba más (quizás una de las más espectaculares) de que el cerebro en ocasiones nos "engaña". El objeto físico más complejo que existe en el universo conocido es, con muchísima diferencia, ese objeto de apenas 1,4 kg y forma de nuez que todos los humanos tenemos alojado en nuestra cabeza. Las cosas que consigue realizar este objeto son casi mágicas, místicas, misteriosas: deseos, consciencia de la realidad, sueños, cálculos matemáticos, ingenios mecánicos,etc.
Todo el mundo exterior e interior, toda nuestra realidad es "creada" por el cerebro. Sin embargo, es evidente, que todas las funciones cerebrales son el producto de la complejísima actividad de las neuronas del cerebro, son un fenómeno emergente de la complejidad neuronal. Esta complejidad ha ido surgiendo a través de procesos evolutivos que han ido modelando el cerebro a lo largo de millones de años. A continuación voy a explicar como el cerebro calcula las distancias a los objetos y crea la sensación de profundidad 3D y como debido a las características de este funcionamiento interno, producto de las experiencias acumuladas a lo largo del proceso evolutivo, se producen en ocasiones "errores de interpretación de la realidad". Esto pone de manifiesto que el cerebro en muchas ocasiones transforma o inventa la realidad.
¿Como calcula el cerebro la distancia a los objetos?
En nuestra retina se produce una imagen bidimensional (al estilo de una pantalla) del objeto que estamos mirando, sin embargo, está demostrado que es imposible identificar un objeto y su posición en el espacio tridimensional a partir de una proyección bidimensional (ver figura 1).
Figura 1: Distintos objetos pueden producir la misma imagen en la retina, el cerebro no puede diferenciarlos a partir de una única imagen bidimensional.
¿Como hace entonces el cerebro para calcular la distancia a un objeto? Aunque el sistema es bastante complejo, la idea básica es la siguiente:
1º) El cerebro establece un punto o objeto de referencia: Al fijar la vista en un objeto (circulo rojo figura 2) obtenemos 2 imágenes ligeramente diferentes (la imagen es observada desde ángulos ligeramente distintos) del mismo objeto en las retinas de ambos ojos. Estas imágenes "de referencia" se proyectan en el área visual de la corteza cerebral (ver figura 2). Debido a que para observar el objeto los ojos han tenido que enfocar la imagen en la retina deformando los cristalinos y mover los ojos para proyectar la imagen en el área más sensible de la retina (la fobea) la proyección de ambas imágenes se realiza en un mismo punto de la corteza cerebral (punto rojo de la figura 2).
2º) Evaluación de la distancia a un segundo objeto: Al mismo tiempo que observamos el objeto de "referencia" (punto rojo) la luz del objeto cuya distancia hay que calcular (punto azul) está entrando en el ojo y proyectándose en la retina, de forma que la proyección del nuevo objeto en la corteza cerebral no se superpone a la del objeto de referencia a no ser que se encuentre a la misma distancia. Analizando la distancia en la corteza cerebral entre ambas imágenes (entre el punto rojo y los dos puntos azules) el cerebro calcula cuanto más lejos o cerca se encuentra el nuevo objeto con respecto al objeto de referencia.
Figura 2: Proyección en la corteza cerebral de la imagen de 2 puntos situados a diferentes distancias.
Si observamos la figura 2 podemos entender como el cerebro calcula la distancia al punto azul midiendo las distancias de las imágenes proyectadas en la corteza cerebral: el punto azul se encuentra más lejos que el punto rojo puesto que su imagen es proyectada en la retina por debajo de la del punto rojo (cuanto más lejos esté el objeto su imagen se proyectará en la retina en la parte más inferior) y además el punto azul se encuentra en la parte superior del punto rojo ya que está más cerca del punto rojo por la parte superior (ojo izquierdo) que por la parte inferior (ojo derecho). Por esto es por lo que necesitamos 2 ojos para evaluar correctamente las distancias a los objetos en 3D (intente por ejemplo introducir una pajita en una botella depositada sobre la mesa con un ojo cerrado y sin haber mirado previamente a la botella con ambos ojos).
En las películas 3D se aprovecha esta cualidad del cerebro de construir una imagen 3D a partir de 2 imágenes 2D. Lo que se hace es simplemente grabar la escena con 2 cámaras que están separadas exactamente la distancia que existe entre los 2 ojos. Luego simplemente se colorean las imágenes de cada cámara con colores distintos de forma que con las gafas polarizadas del espectador se hace llegar a cada ojo las imágenes de la cámara correspondiente.Además de la información que recibe el cerebro de las diferencias entre las imágenes de ambos ojos, el cerebro utiliza otros métodos intuitivos (basados en la experiencia) para obtener información como son:
1º) Distribución de luces y sombras
La iluminación es un factor intuitivo del volumen muy importante. Un círculo pintado se convierte en una esfera tan solo con sombrearlo simulando iluminación (ver figura 3).
Figura 3
Un círculo se transforma en una esfera cóncava o convexa según sombreemos la parte superior o inferior del mismo. Esto prueba hasta que punto la vista ha adquirido la experiencia acumulada durante miles de años de evolución: durante éste periodo la única fuente de luz provenía de arriba, de ahí la interpretación que hace de los patrones concretos de luz y sombras.
2º) Superposición de imágenes
Cuando un objeto se encuentra superpuesto a otro, el objeto más cercano tapa al más lejano. Por ello cuando el cerebro encuentra 2 imágenes superpuestas interpreta automáticamente que el objeto que se ve completo está más cerca que el que está parcialmente oculto (ver figura 4).
Figura 4
3º) Perspectiva
El efecto de perspectiva produce una clara sensación de profundidad. Las lineas paralelas horizontales parecen converger en el horizonte creando la sensación de profundidad de forma que los objetos situados más arriba se encuentran más lejos que los situados más abajo (ver figura 5).
Figura 5
4º) Diplopía fisiológica y movimiento de paralaje
La diplopía fisiológica es un método intuitivo que permite obtener el tamaño del objeto y la distancia a partir del tamaño dela imagen del objeto proyectado en la retina. El movimiento de paralaje es el efecto por el que cuando observamos un objeto y nos desplazamos los objetos más alejados al que estamos mirando se mueven el mismo sentido de nuestro movimiento mientras que los objetos situados antes del elemento que observamos parecen desplazarse en sentido contrario. Convinando todas estas informaciones el cerebro calcula el tamaño, forma, distancia y ubicación espacial del objeto.
La ilusión de la gran luna llena
La explicación al fenómeno de la gran luna llena parece ahora más clara. La figura 6 es conocida como la ilusión de Ponzo.
Figura 6
Lo que sucede en esta figura es que aunque las dos lineas verticales proyectan una imagen del mismo tamaño en la retina (ambas lineas son exactamente iguales) la experiencia intuitiva de la perspectiva (método intuitivo nº2) le indica al cerebro que la linea superior está más lejos y por ello tiene que ser más grande para que se vea del mismo tamaño. En la ilusión de la gran luna llena pasa algo parecido: la imagen proyectada en la retina por el disco lunar es siempre la misma esté en el horizonte, en el cenit o en cualquier punto del cielo, sin embargo, cuando aparece por el horizonte la experiencia intuitiva de la superposición de imágenes y de la perspectiva le indican al cerebro que el objeto (la luna) está más allá del horizonte (el horizonte oculta a la luna) es decir, que la luna se encuentra a una distancia enorme por lo que para proyectar en la retina una imagen de ese tamaño desde esa distancia tiene que ser un objeto enorme y eso es precisamente lo que observamos. Esto se puede demostrar fácilmente: cuando experimente ésta experiencia haga un tubo de papel o cartón a modo de telescopio cuyo diámetro le permita observar a través de él solamente la luna sin ningún otro objeto que pueda servir como referencia (árboles, tejados, horizonte...), de repente, !La ilusión desaparece! y la luna muestra su tamaño natural.
Nota: Hay que señalar que a fecha de hoy existe aún cierta controversia sobre la explicación exacta del fenómeno aunque la mayoría de investigadores coinciden en que la anteriormente expuesta es la explicación más probable. Es posible que además influya el hecho de que los humanos no veamos el cielo como un hemisferio perfecto: la parte superior está ligeramente achatada de forma que pensamos que los objetos que están en el horizonte están mucho más lejos que los situados encima de nosotros.
Fuentes: