Un equipo de investigadores de la Universidad de California en Berkeley ha desarrollado una innovadora tecnología óptica que permite inducir en el ojo humano la percepción de un color completamente nuevo —denominado olo— que no existe en la naturaleza ni puede reproducirse mediante fuentes de luz convencionales. Lejos de tratarse de una ilusión, esta experiencia visual sin precedentes es el resultado de una manipulación precisa de los fotorreceptores retinianos mediante ingeniería óptica avanzada.

El sistema, bautizado como Oz, representa una nueva frontera tecnológica en la manipulación directa de la percepción visual. Capaz de estimular individualmente hasta mil conos fotoreceptores simultáneamente mediante microdosis de láser, Oz no solo logra generar este nuevo color azul-verdoso de saturación extrema, sino que abre una ventana hacia la exploración profunda de los mecanismos fundamentales de la visión humana

Una interfaz directa con la retina

El ojo humano percibe el color gracias a tres tipos de células ‘cono’ —S, M y L— sensibles a distintas longitudes de onda de luz: los conos S detectan longitudes de onda más cortas y azules; los conos M detectan longitudes de onda medias y verdosas; y ojos conos L detectan longitudes de onda rojizas más largas. 

Sin embargo, debido a la forma en que evolucionó el sistema visual, las curvas de sensibilidad de los conos M y L se superponen considerablemente: más del 85% de la luz que activa los M también activa los L. Como consecuencia, no existe ninguna longitud de onda en la naturaleza que estimule exclusivamente los conos M, lo que limita la gama de colores que podemos percibir en condiciones normales.

La pregunta que se hizo el profesor Ren Ng, del departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación (EECS) de UC Berkeley, fue: ¿qué sucedería si lográramos estimular únicamente los conos M? ¿Cómo se vería esa experiencia visual inédita?

La respuesta ha llegado de la mano de la colaboración entre Ng y el profesor Austin Roorda, experto en optometría y visión científica, quien había desarrollado previamente un sistema de imagen retinal con capacidad para activar fotorreceptores individuales. El sistema Oz, sin embargo, da un salto cualitativo: utiliza software avanzado y láseres de precisión para estimular de manera controlada combinaciones específicas de conos, creando así una interfaz directa entre el sistema óptico humano y una fuente externa de estímulo lumínico.

Microdosificación de luz y mapas retinianos personalizados

Para operar Oz, los investigadores deben primero cartografiar la disposición específica de los conos en la retina de cada individuo. Esta tarea se realiza en colaboración con el equipo de la Universidad de Washington, que ha desarrollado un sistema óptico de alta resolución capaz de identificar y clasificar cada cono como S, M o L.

Una vez obtenido este «mapa retinal», el sistema Oz proyecta una fina ráfaga de microdosis láser verde (como un puntero láser) sobre una pequeña región de la retina, activando únicamente aquellos conos seleccionados. El resultado es una imagen retinal que no existe como patrón de luz en el mundo físico, pero que es interpretada por el cerebro como una experiencia visual real, vívida y sin precedentes.

Mediante la estimulación preferente de conos M, Oz puede generar la percepción de olo, un color que los participantes describen como un azul-verdoso de una saturación imposible de igualar con ningún color monocromático natural.

Ver lo invisible: la experiencia de olo

Uno de los aspectos más fascinantes de Oz es su capacidad para generar en los sujetos una sensación de asombro —el denominado «efecto wow»— al ser expuestos por primera vez a olo. En las pruebas, los cinco voluntarios que participaron en el estudio, incluidos los propios investigadores Roorda y Ng, describieron el color como un verde pavo real, azul-verdoso, intensamente saturado. Al compararlo con un láser verde, que es una de las fuentes más puras de color en el espectro visible, olo resultó visualmente más potente, más vivo.

Lo más revelador ocurrió cuando los investigadores «jitterearon» el haz láser, es decir, lo desviaron intencionalmente para que impactara conos aleatorios en lugar de los M. De inmediato, el color dejó de ser olo y volvió a parecerse al verde habitual del láser, que incluso fue percibido por algunos participantes como amarillento en comparación con la saturación de olo. Esta reacción demuestra que la percepción del color no depende únicamente del estímulo físico, sino de cómo el cerebro interpreta los patrones de activación retinal.

Aplicaciones potenciales: de la neurociencia a la iluminación personalizada

Más allá del impacto visual, Oz ofrece un campo fértil para investigaciones neurocientíficas y aplicaciones clínicas. Según Hannah Doyle, estudiante de doctorado en EECS y coautora principal del estudio, una de las líneas futuras consiste en utilizar la activación selectiva de conos para simular pérdida de visión en personas sanas. Esta técnica permitiría probar terapias visuales de forma segura antes de aplicarlas en pacientes con degeneración macular u otras patologías.

Otra posibilidad es la corrección de ciertos tipos de daltonismo mediante el diseño de patrones de estimulación que «rellenen» la experiencia visual faltante. Incluso, los investigadores se plantean si Oz podría ampliar la percepción cromática de los humanos hacia una forma de visión tetrocromática —como la de algunos peces y aves—, añadiendo una cuarta dimensión perceptiva al espectro visual.

En el campo del diseño de iluminación y visualización, las implicaciones son aún más disruptivas. Aunque las tecnologías actuales de LED y láser han llevado al límite la reproducción del espectro visible, Oz muestra que el espectro perceptible puede no estar completamente definido por las fuentes ópticas tradicionales. ¿Será posible, en un futuro, desarrollar sistemas de iluminación arquitectónica o artística que integren estimulación selectiva retinal para crear atmósferas cromáticas literalmente inéditas?

Puede acceder al paper completo de la investigación a través del siguiente enlace:

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adu1052