El ojo es nuestro órgano sensorial más importante del cual recibimos aproximadamente el 80% de la información sobre el mundo y en él empleamos casi un tercio de la corteza cerebral (es la actividad que más parte del cerebro utiliza con mucha diferencia). Su finalidad evolutiva es más que evidente: ver te permite localizar el alimento, las hembras o machos y tus posibles depredadores. Los primeros seres que poseyeran la facultad de ver tuvieron que evolucionar muy rápido. En un mundo oscuro en el que se encontraba alimento “a tientas” o, simplemente, esperando quietos a que éste llegara, un ser que pudiera ver y además pudiera moverse (con un flagelo, por ejemplo) tendría una ventaja enorme sobre sus competidores.

¿Cuál es el primer ojo de la historia natural? No lo sabemos con demasiada seguridad, pero los estudios apuntan a algún ser marino de una antigüedad de unos 1.000 millones de años. Los fósiles más antiguos son de una especie de trilobites llamada Roduchia, cuyos ojos de 543 millones de años de antigüedad se asemejan mucho a los de los insectos modernos. Entre las especies hoy existentes tenemos a la euglena, un protista unicelular con el “ojo” más pequeño del mundo (0,0003 cm). En realidad hablar de ojo sería decir mucho, simplemente es una mancha pigmentada que funciona de modo binario: sólo capta la luz o su ausencia mediante un fotorreceptor de adenilato ciclasa. A partir de esta información regula su conducta: cuando hay luz realiza la fotosíntesis (es autótrofa) y cuando no se alimenta del entorno (es heterótrofa). Muchas células fotorreceptoras juntas forman lo que se denomina “ojo plano” propio de muchas especies de medusas. Un conjunto de células fotosensibles ya pueden captar formas en dos dimensiones como si formaran un panel publicitario lleno de bombillas. Si los fotorreceptores se hacen más sensibles y pueden captar la intensidad de la luz, podemos percibir el volumen. Sin embargo, hace falta un cerebro más evolucionado para interpretar bien esas señales.

El caracol marino tiene lo que se denomina “ojo en copa”, que no es más que una superficie cóncava llena de fotorreceptores. El ojo se hace aquí tridimensional y puede percibir con precisión la dirección de donde proviene la luz. A lo largo de la evolución, la concavidad de este ojo se hizo más profunda y sus bordes fueron estrangulándola hasta llegar al siguiente hito evolutivo: “la cámara oscura”. El ojo del Nautilus deja pasar la luz por un diminuto orificio para proyectar la imagen invertida en una retina llena de fotorreceptores.  Este ojo permite percibir todo tipo de imágenes, incluso esquemáticas o débilmente iluminadas.

Otro modelo muy común en el mundo animal es el ojo facetado o compuesto propio de los  artrópodos. Se compone de un gran número de unidadaes hexagonales llamadas omatidias o facetas cada una de las cuales capta una pequeña porción de la imagen para integrarlas luego en un conjunto de modo que la imagen resultante sería algo así como un mosaico romano. Con un sistema así, algunas especies de insectos pueden captar unas 250 imágenes por segundo (frente a las 24 que capta el ojo humano. Por eso las moscas son difíciles de atrapar) y tienen un ángulo de visión que llega a los 360º (ven en todas direcciones a la vez…).

Supongamos un insecto volando por la plaza del mercado de Brujas. ¿Cómo es ver en 360º? Sería algo así:

Bien, pero nuestro insecto tiene que ver en mosaico. ¿Cómo es ver en 360º con ojos facetados? Algo parecido a esto:

Y, por fin, llegamos al “ojo con lente”, la cima de la evolución, poseído por casi todos los vertebrados y algunas especies de calamares muy evolucionados. Al tener lente se puede enfocar la imagen, consiguiendo más nitidez  que cualquier otro ojo. El humano tiene visión estereoscópica o binocular que nos permite ver en tres dimensiones (por eso tenemos dos ojos en vez de uno), capta una gran gama cromática (longitudes de ondas electromagnéticas que van desde los 400 a los 700 nanómetros) con sus más de seis millones y medio de conos y puede ver en condiciones de poca luminosidad (visión escotópica) gracias a sus 120 millones de bastones situados alrededor de la fóvea. Algunas estimaciones afirman que si comparamos el ojo humano con una cámara digital, el ojo tendría una resolución  de 250 megapíxeles.

Es curioso como el calvinista Charles Hodge eligiera precisamente al ojo en su obra ¿Qué es el darwinismo? (1874) como ejemplo para combatir la teoría de la evolución. A la afirmación de que su maravilloso diseño no puede ser fruto del azar sino de la inteligencia de un supremo hacedor (de la que ya hablamos aquí) se unía el argumento de que si la evolución era gradual tenemos que encontrarnos ojos inacabados en alguna especie animal y, ¿para qué vale un ojo inacabado? ¿Puede funcionar un ojo al que “le falten piezas”? Pues precisamente del ojo tenemos pruebas de que sí. Hemos visto como los antecedentes evolutivos del ojo con lente consistieron en una concavidad que fue estrangulándose cada vez más hasta cerrarse y, en cada una de sus fases, esos ojos fueron plenamente funcionales. Podemos comprobarlo en especies vivas en la actualidad (los gasterópodos de la familia haliotidae el ojo está casi cerrado y en los del género Turbo el ojo está completamente cerrado y todavía sin lente).

Los 1.ooo millones de años de evolución que ha necesitado el ojo para llegar a ser como es pueden dar algo de luz al hecho de la dificultad que tienen los ingenieros de  AI para conseguir que las computadoras puedan ver. El problema, evidentemente, no reside en el hecho de ver (cualquier cámara de fotos “ve”) sino en reconocer los objetos, interpretarlos. Nuestro sistema de visión reconoce objetos en condiciones muy diversas. Si pensamos en una silla, la reconoce en todas las posturas posibles, con cierto grado de incompletud (si sólo veo media silla sigo reconociendo que es una silla) con diferentes grados de luminosidad que cambian su color; reconoce diferentes tipos de sillas (con tres patas, circulares, sin respaldo, amacas, sillones…). Marvin Minsky, uno de los pioneros de la AI, creyó ingénuamente que sería sencillo que los ordenadores reconocieran objetos. Larry Roberts fue el primer informático que intentó realizar un programa de reconocimiento visual y sólo consiguió un rotundo fracaso. Es tremendamente difícil emular un sistema tan sumamente sofisticado. A día de hoy, lo más avanzado que existe en este tema es un programa desarrollado en el MIT por el laboratorio de Tomaso Poggio que se presentó en el 2007. Es un programa que, después de un entrenamiento previo, es capaz de reconocer en fotografías si están presentes o no los objetos que ha aprendido a reconocer.

La empresa de AI Numenta permite descargar en su página Web la demo de un programa de reconocimiento de imágenes que reconoce varias categorías de objetos en una serie de fotografías. La verdad es que acierta bastante.