Un nuovo principio per la visualizzazione dei colori promette di estendere il gamut visivo umano oltre i limiti naturali, stimolando direttamente i singoli fotorecettori dell’occhio
Immaginare colori che non esistono nella natura potrebbe sembrare fantascienza, ma un nuovo sistema chiamato Oz trasforma questa possibilità in realtà sperimentale: grazie alla stimolazione mirata dei coni retinici, è stato generato un colore mai visto prima, “olo”, spingendo la visione umana oltre il suo confine naturale.
Un nuovo paradigma nella percezione visiva
Il principio Oz, presentato in uno studio pubblicato su Science Advances, ridefinisce i fondamenti della visualizzazione a colori. Diversamente dai sistemi convenzionali, che modulano la luce in base alle sue lunghezze d’onda per attivare indirettamente i recettori visivi, Oz agisce direttamente su ciascun fotorecettore retinico. Questo approccio permette una programmazione selettiva e dinamica dell’attività dei coni, le cellule sensibili ai colori presenti nella retina.
Attraverso una complessa infrastruttura ottica, Oz è in grado di indirizzare microdosi laser a coni specifici (L, M o S) mentre il soggetto mantiene lo sguardo fisso su un punto. Questo livello di controllo apre la possibilità di creare combinazioni di stimolazione non realizzabili con la luce naturale, producendo nuove esperienze cromatiche.
L’articolo completo è disponibile sul sito di Science Advances all’indirizzo: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adu1052
Il colore “olo”: un’esperienza visiva inedita
Nel corso degli esperimenti, i ricercatori hanno tentato di stimolare esclusivamente i coni M (sensibili al verde) evitando l’attivazione dei coni L e S. Questa condizione, impossibile nella visione naturale a causa della sovrapposizione spettrale tra i recettori, ha dato origine a un colore mai sperimentato prima, denominato “olo”.
I soggetti coinvolti hanno descritto “olo” come un blu-verde di saturazione eccezionale, percepibile solo grazie all’intervento del sistema Oz. Nei test di abbinamento cromatico, “olo” si è dimostrato impossibile da replicare con sorgenti luminose convenzionali, costringendo i partecipanti a desaturarlo con luce bianca per poterlo confrontare con tonalità note. Questo risultato fornisce la prima prova empirica di un colore fuori dal gamut umano naturale.
Come funziona Oz
Oz si basa su una sofisticata combinazione di tecnologie oftalmiche avanzate, in particolare:
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AO-OCT (tomografia a coerenza ottica con ottica adattiva): utilizzata per mappare la distribuzione e il tipo spettrale dei coni (L, M, S) nella retina di ciascun soggetto.
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AOSLO (oftalmoscopia laser a scansione con ottica adattiva): impiegata per monitorare in tempo reale i micro-movimenti oculari e correggere dinamicamente il posizionamento dei laser.
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Stimolazione tramite microdosi laser: fino a 105 impulsi al secondo, a lunghezze d’onda selezionate (488 nm e 543 nm), diretti a circa 1000-2000 coni in un campo visivo di 0,9° quadrati.
L’intero sistema permette una stimolazione personalizzata dei coni, coordinata in tempo reale, per produrre configurazioni visive specifiche su scala cellulare.
Visione artificiale o nuova realtà?
Il contributo più significativo di Oz risiede nel concetto di metamerismo spaziale: mentre la visione convenzionale si basa su una miscela spettrale per evocare la percezione di un colore, Oz modella la distribuzione spaziale della stimolazione luminosa tra i coni retinici, creando una nuova dimensione della percezione visiva.
Questa tecnologia non si limita alla produzione di un singolo colore anomalo. Nei test cognitivi, i soggetti sono stati in grado di riconoscere forme e movimenti all’interno di immagini e video generati con Oz. Linee orientate e punti rotanti venivano distinti anche quando resi con il colore “olo”, mentre nelle condizioni di controllo, in cui la stimolazione veniva deliberatamente sfalsata (“jittering”), le prestazioni crollavano al livello del caso.
Sfide aperte e prospettive future
Nonostante il successo iniziale, Oz è ancora in fase prototipale e presenta diverse sfide tecniche. Per esempio:
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Espansione del campo visivo: attualmente limitato a meno di un grado, richiede un significativo incremento per applicazioni pratiche.
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Classificazione dei coni su larga scala: è necessario estendere la mappatura spettrale a porzioni più ampie della retina.
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Precisione dell’erogazione: migliorare la risoluzione temporale e spaziale della stimolazione è cruciale per la fedeltà percettiva.
Tuttavia, il potenziale è straordinario. Oz si propone come un nuovo strumento sperimentale per le neuroscienze, offrendo un controllo senza precedenti del primo livello neurale del sistema visivo. Potrebbe aprire nuove strade per studiare i limiti della percezione, la plasticità del sistema visivo e, forse, offrire applicazioni cliniche in casi di deficit cromatici o condizioni neurologiche.
L’alba di una nuova visione
Oz rappresenta un cambio di paradigma nella scienza della visione: non più semplici combinazioni di luce, ma un’interfaccia diretta tra stimolo ottico e percezione cosciente, progettata con precisione fotonica. Il fatto di poter “programmare” l’esperienza del colore apre scenari tanto affascinanti quanto imprevedibili, in bilico tra arte, tecnologia e biologia.
