Tonos únicos

El concepto de que ciertos tonos son «únicos» surgió con la introducción de la teoría del proceso oponente, que Ewald Hering introdujo en 1878.^[5][6] Hering fue el primero en proponer la idea de que el rojo, el verde, el azul y el amarillo eran tonos únicos («Urfarben»), basándose en el concepto de que estos colores no podían percibirse simultáneamente. Estos tonos representaban los extremos de dos ejes perpendiculares de color: un eje rojo-verde y un eje azul-amarillo. Aunque esta teoría con cuatro tonos únicos fue considerada inicialmente contradictoria con los tres colores primarios de la teoría tricromática de Young-Helmholtz, las dos teorías fueron reconciliadas teóricamente por Erwin Schrödinger^[7] y el descubrimiento posterior de células oponentes al color en la retina y el núcleo geniculado lateral (NGL) relacionó las dos teorías fisiológicamente.^[8]

Hasta ahora no se ha logrado encontrar una vía fisiológica desde los conos de la retina hasta un correlato neuronal para los tonos psicológicos únicos.^[9] Mollon y Jordan afirman que «...la naturaleza de los tonos únicos sigue siendo misteriosa y no sabemos si nos dicen algo sobre la organización neuronal del sistema visual».^[10] La primera transformación de la luz en una señal neuronal (fototransducción visual) produce tres canales, cada uno proporcional a la captura cuántica de un tipo de cono (L-, M- y S-), estimada por el espacio de color LMS. La segunda transformación ocurre en las células oponentes al color y produce los canales del proceso oponente: L+M (luminancia), L-M (rojo-verde) y S-(L+M) (azul-amarillo), estos últimos forman los ejes cardinales.^[9]

Hering y otros investigadores hasta mediados del siglo XX esperaban que los ejes cardinales correspondieran a los tonos únicos, es decir, que los tonos únicos existirían cuando un canal oponente se estimula al máximo y el otro canal oponente está en equilibrio.^[5][4] Sin embargo, pruebas psicofísicas posteriores demostraron que mientras que el rojo único se encuentra en el extremo del eje L-M los otros tonos únicos no se encuentran en los extremos de ninguno de los canales oponentes (ejes L-M y S-(L+M)).^[11][12] Por lo tanto, los ejes cardinales no son un correlato directo de nuestra experiencia de tonos únicos y se debe aplicar una tercera transformación adicional para identificar correlatos, es decir, cada tono único es una síntesis de los canales del proceso oponente. Una teoría sugiere una conversión en un punto posterior al NGL, y que esto produce combinaciones no lineales que dan como resultado que nuestra experiencia del color no sea lineal con respecto a los ejes cardinales.^[13] Sin embargo, aunque se han encontrado células oponentes en el NGL que responden a combinaciones de conos diferentes a los de los ejes cardinales, como M-S,^[14] no existe una comprensión fisiológica de esta tercera transformación. Por lo tanto, una teoría opuesta sugiere que los tonos se aprenden en función de las variaciones en el entorno visual; que los tonos únicos representan una adaptación que se aleja de los ejes cardinales y que los tonos únicos no se pueden explicar por los números relativos de conos L y M excitados o sus sensibilidades.^[10][15]

Existe evidencia mixta en cuanto a si los tonos únicos son perceptualmente privilegiados en comparación con otros colores. Algunas investigaciones sugieren que no hay una mayor sensibilidad para los tonos únicos en comparación con otros colores,^[16] pero otras pruebas sugieren que hay una mayor sensibilidad para los amarillos y azules, lo que puede deberse a que coinciden con el lugar geométrico de la luz diurna.^[17] No hay evidencia directa de que mayores poblaciones de neuronas estén dedicadas a tonos únicos en comparación con otros colores, pero algunas investigaciones de EEG sugieren que la latencia de algunos componentes de EEG puede ser más corta para tonos únicos en comparación con tonos no únicos,^[18] y que los colores pueden decodificarse con mayor precisión a partir de señales de EEG cuando son tonos únicos.^[19]

Los tonos únicos se cuantifican típicamente como longitud de onda de luz monocromática,^[20] color Munsell,^[21] o grado de tono derivado de un espacio de color RGB.^[22][23][12] Se le pide al sujeto que determine el tono que no está contaminado por tonos únicos vecinos, ya sea mediante el método de ajuste, donde el sujeto ajusta libremente el color hasta alcanzar el tono único, o mediante escaleras de elección forzada de dos alternativas (2AFC). En este último, el sujeto elige iterativamente cuál de las dos opciones de color espectral es más pura. El color no elegido se reemplaza por un color del lado opuesto del color elegido. Cuando se elige el mismo color dos veces seguidas, esto constituye una inversión y el tamaño del paso disminuye. Después de un cierto número de inversiones, se determina la longitud de onda/tono del tono único.^[20]