Como funcionam as cores impossíveis

Uma banana, por exemplo, não é inerentemente amarela. Para provar isso, vá até sua cozinha no meio da noite e segure uma banana na frente do seu rosto. Que cor é essa? Uma espécie de preto acinzentado sujo, mas definitivamente não amarelo. Isso porque as cores não são emitidas pelos objetos; eles são refletidos. Uma banana é amarela porque quando a luz reflete em uma banana, ela brilha de volta amarela.

Como funciona? A luz branca – como a luz solar ou a luz de uma lâmpada brilhante – é composta de comprimentos de onda que abrangem todo o espectro visível. Quando a luz branca passa por um prisma, você pode ver todas as cores puras do espectro: violeta, índigo , azul, verde, amarelo, laranja e vermelho.

Quando a luz branca brilha em uma casca de banana, algo incrível acontece. Um pigmento natural na casca de banana chamado xantofila é quimicamente programado para absorver certos comprimentos de onda e refletir outros. O comprimento de onda refletido dominante da xantofila é amarelo.

Mas o amarelo dessa banana ainda não existe. Ela só começa a existir quando a luz refletida dessa casca é detectada por milhões de células sensíveis à cor em suas retinas chamadas cones. Existem três tipos de cones, cada um responsável por detectar um comprimento de onda diferente da luz. Os cones enviam impulsos elétricos ao cérebro, onde os dados são processados ​​em uma única cor reconhecível: amarelo [fonte: Pappas ].

A moral da história das cores é esta – sem nossos cones e sem nossos cérebros, as cores não existem. E mesmo quando o fazem, é apenas na mente de quem vê. O que leva a uma pergunta fascinante: e se houver cores dentro do espectro visível que nossos cones e cérebros não conseguem ver? Na verdade, existem. As chamadas cores impossíveis ou cores proibidas quebram as regras biológicas da percepção. Mas alguns pesquisadores acham que descobriram uma maneira de ver o impossível.

Vamos começar nos aprofundando na ciência da percepção de cores.

1. Oposição de cores
2. Experiências com cores impossíveis
3. Como ver cores impossíveis

Como já discutimos, as cores que percebemos como vermelho, verde, amarelo, sienna queimado e assim por diante são o resultado da luz refletida sendo detectada por cones em nossos olhos e depois processada por nossos cérebros. Para entender por que as chamadas cores impossíveis quebram as regras da percepção visual , precisamos entender mais sobre como nossos cones e nossos cérebros interagem.

Cada um de seus olhos contém cerca de 6 milhões de cones concentrados no centro da retina [fonte: Pantone ]. Esses cones vêm em três comprimentos de onda diferentes: curto, médio e longo. Quando um cone recebe um sinal forte em sua zona de comprimento de onda, ele envia impulsos elétricos para o cérebro. O trabalho do cérebro é combinar os milhões de sinais elétricos de cada cone para recriar uma "imagem" composta da cor verdadeira.

O cérebro, é claro, não é um computador, mas tem sua própria massa complexa de células altamente especializadas. As células responsáveis ​​pelo processamento dos sinais elétricos dos cones são chamadas de neurônios oponentes [fonte: Wolchover ]. Existem dois tipos de neurônios oponentes que residem no córtex visual do cérebro: neurônios oponentes vermelho-verde e neurônios oponentes azul-amarelos.

Essas células cerebrais são chamadas de neurônios oponentes porque funcionam de maneira binária: o neurônio oponente vermelho-verde pode sinalizar vermelho ou verde, mas não ambos. E o neurônio oponente azul-amarelo pode sinalizar azul ou amarelo, mas não ambos.

Quando você olha para uma imagem amarela pura, a porção amarela do neurônio oponente azul-amarelo é excitada e a porção azul é inibida. Mude para uma imagem azul pura e a porção azul do neurônio oponente é excitada e a amarela é inibida. Agora imagine tentar ver uma imagem igualmente azul e amarela ao mesmo tempo. Os neurônios oponentes não podem ser excitados e inibidos simultaneamente.

É por isso, meu amigo, que o azul-amarelo é uma cor impossível. O mesmo vale para vermelho-verde. Você pode estar dizendo: "Espere um segundo, eu sei exatamente como amarelo e azul se parecem juntos - é verde! E vermelho e verde fazem uma espécie de marrom lamacento, certo?" Boa tentativa, mas esse é o resultado de misturar duas cores, não um único pigmento que seja igualmente azul-amarelo ou igualmente vermelho-verde.

Em 1801, muito antes de os cientistas saberem sobre cones e neurônios, o médico inglês Thomas Young teorizou que o olho humano tem três tipos de receptores de cores: azul, verde e vermelho. A teoria das cores tricromáticas de Young foi comprovada na década de 1960, quando se descobriu que os cones (nomeados por sua forma) tinham sensibilidade especial à luz azul, verde e vermelha [fonte: Nassau ].

A teoria adversária da percepção de cores existe desde a década de 1870, quando o fisiologista alemão Ewald Hering postulou pela primeira vez que nossa visão era governada por cores adversárias: vermelho versus verde e azul versus amarelo. A teoria do oponente de Hering é apoiada pelo fato de que não há cores que possam ser descritas como verde-avermelhado ou azul-amarelado, mas todas as outras cores do espectro visível podem ser criadas combinando luz refletida vermelha ou verde com amarelo ou azul [fonte : Billlock e Tsou ].

Tanto a teoria das cores tricromáticas quanto a teoria do oponente foram tratadas como verdades imutáveis ​​da percepção das cores por mais de um século. Juntas, as duas teorias argumentam que é impossível para o olho ou a mente humana perceber certas cores descritas como vermelho-verde ou azul-amarelo.

Felizmente, sempre há alguns cientistas desonestos que gostam de empurrar os reinos das possibilidades. No início dos anos 1980, os cientistas visuais Hewitt Crane e Thomas Piantanida projetaram um experimento com o objetivo de enganar o cérebro para ver cores impossíveis.

No experimento de Crane e Piantanida, os sujeitos foram instruídos a olhar para uma imagem de duas tiras adjacentes de vermelho e verde. As cabeças dos sujeitos foram estabilizadas com um descanso de queixo e seus movimentos oculares foram rastreados por uma câmera. A cada pequena contração dos olhos de um sujeito, a imagem vermelha e verde era ajustada automaticamente para que o olhar do sujeito permanecesse fixo nas cores opostas [fonte: Billock e Tsou ].

Os resultados, publicados na revista Science em 1983, foram alucinantes. Se as pessoas olhassem para cores opostas adjacentes por tempo suficiente, a fronteira entre elas se dissolveria e uma nova cor "proibida" surgiria. A cor resultante era tão nova que os sujeitos tiveram grande dificuldade até mesmo para descrevê-la [fonte: Wolchover ].

Ao estabilizar a imagem para rastrear os movimentos dos olhos, Crane e Piantanida teorizaram que diferentes áreas do olho estavam sendo continuamente banhadas em diferentes comprimentos de onda de luz, fazendo com que alguns neurônios oponentes ficassem excitados e outros fossem inibidos ao mesmo tempo.

Estranhamente, o experimento de Crane e Piantanida foi descartado como um truque de salão, e vários outros cientistas da visão não conseguiram alcançar os mesmos resultados dramáticos. Não foi até o século 21 que cores impossíveis ganharam uma segunda vida.

Quando equipes de pesquisadores tentaram recriar os experimentos revolucionários de Crane e Piantanida com cores impossíveis, muitas vezes obtiveram resultados decepcionantes. Em vez de ver novos tons de vermelho-esverdeado ou amarelo-azulado, os participantes descreveram com mais frequência a cor misturada como marrom-lama [fonte: Wolchover ]. Outros veriam campos verdes com pontos vermelhos pixelados espalhados por eles. Cores impossíveis se tornaram uma piada científica.

Mas em 2010, cores impossíveis voltaram às manchetes. Desta vez, um par de pesquisadores visuais da Base da Força Aérea Wright-Patterson, em Ohio, acreditava ter determinado por que Crane e Piantanida tiveram sucesso onde outros falharam.

Em um artigo da Scientific American, os biofísicos Vincent Billock e Brian Tsou identificaram a combinação de rastreamento ocular e luminância (brilho) como a chave para enganar o cérebro para ver cores impossíveis [fonte: Billock e Tsou ].

Billock e Tsou realizaram seus próprios experimentos nos quais os sujeitos foram novamente amarrados a um descanso de queixo e monitorados pela mais recente tecnologia de rastreamento de retina. Com as imagens estabilizadas aos movimentos dos olhos dos sujeitos, Billock e Tsou brincaram com o brilho ou luminância das duas faixas de cores opostas.

Se houvesse uma diferença no brilho, os sujeitos experimentariam as cores pixeladas relatadas em experimentos anteriores. Mas se as duas cores fossem equiluminantes – exatamente o mesmo brilho – então seis em cada sete observadores viram cores impossíveis [fonte: Billock and Tsou ]. Melhor ainda, dois deles puderam ver as novas cores em suas mentes por horas após o término do experimento.

Visão Impossível

Você pode treinar-se para ver cores impossíveis? Embora poucos de nós tenham um estabilizador de retina no porão, existem alguns exercícios mais simples que podem enganar temporariamente o cérebro para que veja o proibido. O mais simples é olhar para uma imagem de dois quadrados de cores opostas, cada um com um sinal de mais branco no meio. Relaxe e cruze os olhos até que os dois sinais de mais se fundam em um [fonte: Wilkins ]. O que você vê?

Nota do autor: Como funcionam as cores impossíveis

Vamos tirar um momento para apreciar o milagre que é a visão de cores. O reino animal desenvolveu a tecnologia biológica para detectar variações sutis nos comprimentos de onda de energia da luz refletida e traduzir esses dados em imagens coloridas em 3-D. Estima-se que os humanos possam ver até 10 milhões de cores diferentes. Por que diabos desenvolvemos essa habilidade; então Crayola poderia liberar um pacote de 10 milhões de lápis de cor? Alguns biólogos evolucionistas acreditam que a visão cromática de cores evoluiu em primatas para nos ajudar a identificar bagas coloridas. Outros animais têm olhos e cérebros que podem ver além do espectro visível. As abelhas podem ver em infravermelho. Borboletas e alguns peixes percebem a luz ultravioleta. A existência de cores impossíveis faz você se perguntar o que mais existe lá fora que não podemos ver... ainda.

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