Funzione dell'occhio
L'occhio riceve gli stimoli luminosi esterni, trasformandoli in impulsi elettrici e convogliandoli, tramite le vie ottiche alla corteccia visiva.
Sistema visivo
- Occhio: cattura la luce e la converte in segnali nervosi
- Vie visive: trasmettono i segnali dall'occhio al cervello
- Aree visive del cervello: interpreta i segnali
Struttura dell'occhio
L’occhio è una struttura sferica di diametro di circa 2,5 cm chiamato bulbo oculare che contiene un mezzo fluido (ne mantiene la forma), si trova nella cavità orbitale costituita da sette ossa ed è ricoperto da palpebre . Le palpebre, provviste di ghiandole lacrimali e ciglia, svolgono la funzione di proteggere dalla luce eccessiva e dalla polvere
Le lacrime sono secrete dalla ghiandola lacrimale e drenate da un sistema costituito dal canalicolo, sacco nasolacrimale e dotto nasolascrimale.
I sei muscoli extraoculari (si dipanano dall’anellio di Zinn -all’apice del conoide orbitale in cui passa il nervo ottico, l’arteria e la vena oftalmica e i III, IV, VI nervi encefalici) : 4 muscoli retti (mediale, laterale, superiore e inferiore) – muscoli obliqui (superiore e inferiore). I muscoli sono irrorati dall’arteria oftalica e dalla lacrimale e sono controllati dai i III,IV,VI nervi encefalici
Anatomia dell'occhio
E' rivestito da tre membrane: sclera-coroide-retina
Sclera: Strato più esterno – robusto strato tessuto connettivo biancastro ha il compito di opporsi ad eventuali traumi. La parte anteriore si chiama cornea (trasparente e priva di vasi sanguigni) attraverso la quale la luce entra nell’occhio. La sclera (senza cornea) e la porzione interna delle palpebre è ricoperto da un epitelio chiamato congiuntiva (congiuntivite).
Coroide: membrana ricca di vasi sanguigni e melanociti (cellule tondeggianti contenenti nel citoplasma pigmenti di melanina (il colore degli occhi dipende dal livello di pigmento melanina immagazzinato nel melanosoma (pacchetti di pigmento nei melanociti dell’iride)- la melanina assorbe la riflessione e la diffusione della luce all’interno del bulbo che disturba la visione). Anteriormente la coroide presenta un foro circolare (pupilla) circondato dall’iride (anello muscolare pigmentato che dà il colore all’occhio). I muscoli dell’iride, controllati dal sistema nervoso autonomo, regolano la quantità di luce che entra nell’occhio attraverso la pupilla. In presenza di luce intensa il sistema parasimpatico fa contrarre i muscoli circolari (b) dell’iride restringendo la pupilla, in assenza di luce il sistema simpatico attiva i muscoli radiali (a) che provocano la dilatazione della pupilla. Posteriormente all’iride si trova il cristallino (lente priva di vasi sanguigni la cui forma è regolata dai muscoli ciliari – questo processo di chiama accomodazione)
Retina: involucro più interno del bulbo di cui ne riveste i ¾ posteriori (punto inizio via visiva). La retina è costituita da due strati: uno pigmentato (cellule contenenti melanina e situato tra coroide e strato nervoso) , lo stato nervoso è un’estensione periferica dell’encefalo (comprende fotorecettori e neuroni)
Recezione ed elaborazione delle informazioni visive
L'occhio umano è un sistema ottico costituito da un diottro (cornea, umor acqueo (fluido simile al liquido cerebrospinale), e umor vitreo) di indice di rifrazione 1.33 e da una lente biconvessa, il cristallino, di indice di rifrazione 1.44, in cui la curvatura della faccia anteriore può essere modificata dalla contrazione dei muscoli ciliari, variando così la distanza focale della lente (accomodamento).
Nell'accomodamento si modifica la lunghezza focale, proprio come si imposta la distanza in una macchina fotografica. In questo modo anche gli oggetti a distanza ravvicinata possono essere messi a fuoco.
Cornea, camera anteriore, cristallino e camera posteriore nel loro complesso formano una lente convergente (provvista di una distanza focale variabile fra 2,4 e 1,7 cm) che proietta le immagini sulla retina, rimpicciolite e capovolte e le mette a fuoco.
I fotorecettori (coni e bastoncelli), situati nello strato nervoso della retina, trasmettono l’informazione visiva alla corteccia cerebrale.
- Bastoncelli (100 milioni): non permettono la visioni a colori e concentrati nella parte periferica della retina
- Coni (5 milioni): discriminano i colori e concentrati nella favea (parte centrale del campo visivo)
CURIOSITA': di notte vediamo meglio se non fissiamo un oggetto.
La luce per raggiungerli deve attraversare l’intero spessore della retina e per questo i coni non contribuiscono alla visione notturna poiché sono stimolati da intensità luminosa grande.
I coni e i bastoncelli contengono una famiglia di pigmenti le opsine. Le opsine hanno la funzione di assorbire energia dai fotoni e di modificare la propria conformazione. Quando la molecola si modifica si producono delle reazioni che si concludono con una variazione del potenziale di membrana (per potenziale di membrana si intende la differenza di potenziale elettrico, misurabile in una cellula, tra il citosol, che presenta cariche negative e lo spazio extracellulare, che presenta cariche positive). Nell’uomo ci sono:
- tre opsine dei coni in base alla componente cromatica (opsina per il rosso, per il verde e per il blu)
- un opsina per i bastoncelli: rodopsina
CURIOSITA' : Una lampadina a filamento emette luce con una frequenza di 50 Hz. Come mai noi vediamo l'immagine fissa?
Le immagini sulla retina dell'occhio umano persistono per un tempo che in media è di 1/10 di secondo per ogni immagine.
Trasmissione del segnale luminoso
- la luce eccita i coni e i bastoncelli
- coni e bastoncelli inviano impulsi alle cellule bipolari (modulano l’informazione visiva)
- le cellule bipolari attraverso sinapsi trasferiscono l’informazione alle cellule gangliali
- Le cellule gangliali generano i potenziali d’azione attraverso i quali l’informazione arriva al cervello
Gli assoni delle cellule gangliali si fondono formando il nervo ottico
Nervo ottico - chiasma - tratto ottico
Nervo ottico: le fibre ottiche retiniche in corrispondenza della papilla ottica confluiscono nel nervo ottico. Il nervo ottico, avvolto nelle meningi lascia l'orbita attraverso il canale ottico, raggiungendo il chiasma ottico.
Il chiasma ottico è una struttura ovalare formata anteriormente dalla confluenza dei due nervi ottici dove si verifica un incrocio delle fibre ottiche nasali di un occhio con quelle temporali dell’altro occhio
Il tratto ottico è costituito dalle fibre ottiche originate dal chiasma e termina in corrispondenza del corpo genicolato laterale.
Aree visive del cervello
Dalle cellule gangliari partono tre canali:
- il canale magnocellulare per il movimento
- il canale parvocellulare per le forme;
- il canale blob per il colore.
Le fibre del nervo ottico trasmettono i segnali a diverse aree sottocorticali:
- L’ipotalamo sovrintende ai cicli circadiani e ai ritmi biologici. Perciò la sua funzione è importante per regolare sonno e veglia, l’assunzione di acqua e cibo; e tutto è in relazione con la luce e il buio.
- Il pretetto controlla il diametro pupillare e alcuni movimenti oculari.
- Il collicolo superiore coordina le informazioni visive per il controllo riflesso dei movimenti del corpo e del collo; inoltre, in collegamento con il cervelletto, coordina i movimenti degli occhi e del capo.
- Il nucleo genicolare laterale del talamo dorsale (NGL) è una parte del cervello preposta al trattamento dell'informazione visiva proveniente dalla retina.
- Un insieme di fibre nervose partono dal corpo genicolato laterale e terminano nella corteccia occipitale.
CURIOSITA': “acquolina in bocca” è un aumento della salivazione dovuto alla vista; quando vediamo del cibo infatti viene mandato un segnale dal cervello che fa aumentare la salivazione.
CURIOSITA': una delle differenze che si coglie tra gli animali è la diversa posizione degli occhi.
LE PATOLOGIE DELL'APPARATO VISIVO
IN UN OCCHIO SANO
In un occhio normale i raggi luminosi, nella visione da lontano, convergono sullo strato pigmentato della retina per formare un'immagine a fuoco. L'immagine viene letta dalla nostra retina con un numero infinito di cellule sensoriali puntiformi e quindi trasmessa attraverso il nervo ottico al cervello che elabora le informazioni visive provenienti dai due occhi unendole in un'unica impressione visiva, il modello di quello che noi vediamo
MIOPIA
La miopia (è un'anomalia refrattiva), a causa della quale i raggi luminosi provenienti da un oggetto posto all'infinito non si focalizzano correttamente sulla retina, ma davanti a essa.
La conseguenza è che gli oggetti osservati tendono ad apparire sfocati e la visione migliora con la riduzione della distanza a cui si guarda.
IPERMETROPIA
L'ipermetropia (è un'anomalia refrattiva) è un difetto visivo in cui i raggi di luce provenienti da oggetti distanti, anziché arrivare correttamente sulla retina dell'occhio, si focalizzano oltre di essa.
La conseguenza è che gli oggetti risultano sfocati a tutte le distanze.
PRESBIOPIA
La presbiopia è una condizione patologica dell'apparato visivo che non appartiene ai difetti di rifrazione. Si tratta di un calo del potere di accomodazione dell'occhio dovuto a un progressivo irrigidimento del cristallino.
La conseguenza è che gli oggetti osservati tendono ad apparire sfocati a brevi distanze e la visione migliora con l'aumento della distanza a cui si guarda.
ASTIGMATISMO
L'astigmatismo è causato dalla curvatura irregolare della cornea o del cristallino, che determina una visione sfuocata dei bordi degli oggetti.
CATARATTA
La cataratta è l'opacizzazione del cristallino che causa la cecità, dovuta a vecchiaia, fumo, sostanze chimiche, diabete.
DALTONISMO
l daltonismo è una patologia per cui la persona non distingue correttamente i colori (malattia genetica).
GLAUCOMA
Affezione caratterizzata da aumento della pressione endooculare, danni alla papilla ottica, danni al campo visivo.