Functia vizuala

Fizica optica a vederii

Anatomia ochiului

Structurile principale ale hi l iochiului

CanalulCanalul luiluiSchlemmSchlemm

ScleraSclera

ReteauaReteauatrabecularatrabecularaIrisIris

Retina

Coroida

Macula

Proceseleciliare

P pilaCorneeaCorneea

CameraCameraanterioaraanterioara Artera centralaArtera centrala

ti iti iDiscul optic

Corpulvitros

LensPupila

CameraCameraposterioaraposterioara

MuschiiMuschii

Nervul opticNervul optic

retinianaretiniana

MuschiiMuschiiciliariciliari

E t iEmetropia

Focalizarea pe retina a imagini obiectelor aflate la distanta cand muschiul ciliar este complet relaxatOchiul prezinta un raport corect intre puterea de refractie aOchiul prezinta un raport corect intre puterea de refractie a mediilor si lungimea axuluiIn mod normal lungimea axului este de aproximativ 21-23 mmPuterea de refractie a corneei este de aproximativ 39-44 dioptriiPuterea de refractie a corneei este de aproximativ 39 44 dioptrii si a cristalinului de 19-23 dioptrii

AcomodatiaCapacitatea cristalinului de a-si modifica puterea de refractie pentru a asigura o imagine clara atat la di t t t idistanta cat si aproapeCristalinul are o putere de refractie la tanar intre 20-34 dioptrii, la adultul de 40 ani intre 20 23 dioptrii si lade 40 ani intre 20-23 dioptrii si la varstnic de 20 – 21 dioptriiPentru realizarea acomodatie participa:participa:

CristalinulLigamentul suspensor (20 de zonule/ligamente)

VEDERE LA DISTANTA

zonule/ligamente)Muschiul ciliar (componenta circulara este cea mai imp.)

Controlul: parasimpatic (cel maiControlul: parasimpatic (cel mai important), simpatic (importanta secundara) ACOMODARE- VEDERE DE APROAPE

Hipermetropia Lipsa vederii la distanta si cu atat mai putin la aproape candLipsa vederii la distanta si cu atat mai putin la aproape cand muschiul ciliar este complet relaxat, datorita unei insuficiente de convergentaExista un raport anormal intre lungimea axului optic si puterea

f ti diil fi t fi t i diilrefractiva a mediilor: fie un ax scurt, fie o puterea mica a mediilor refractive Corectia se realizeaza cu lentile convexe sau la persoanele tinere prin acomodatiepCe reprezinta 1 dioptrie?

+1 dpt1 dpt

Miopia Lipsa vederii la distanta cand muschiul ciliar este complet relaxat, datorita unui exces de convergentaExista un raport anormal intre lungimea axului optic si putereaExista un raport anormal intre lungimea axului optic si puterea refractiva a mediilor: fie un ax lung, fie o puterea mare a puterii refractive a mediilorCorectia se realizeaza cu lentile concaveCorectia se realizeaza cu lentile concave

-1 dpt

A ti ti lAstigmatismul

Viciu de refractie rezultat dintr-o abatere ordonata din punct de vedere geometric, a dioptriilor, de la forma sferica normala corneea devine o calota toricaOchiul prezinta doua linii focale perpendiculare intre elePacientul nu vede bine la aproape si la distantaNecesita corectie cu cilindrii pozitivi/negativiNecesita corectie cu cilindrii pozitivi/negativi

f1 f2

Acuitatea vizualaReprezinta capacitatea ochiului de a discrimina 2 puncte lumininoase distinctedistincteEste maxima la nivelul foveei fiind de 25 sec de arc de cerc si scade de 10arc de cerc si scade de 10 ori la periferieSe testeaza cu ajutorul optotipului de departeoptotipului de departe

1mm

10m17mm

2µm 1mm1minut de arc de cerc

Acuitatatea vizuala in fotopic si scotopic

Examen FO

AV 1/10

periferie

AV = 1/10

10 x 1’

Celule cuconuri

Celule

Macula (central)

CeluleCu bastonas

C t tCataractaReprezinta opacifierea cristalinului datorita unor proceseReprezinta opacifierea cristalinului datorita unor procese degenerative a fibrelor cristaliniene

Are loc o crestere a radicalilor liberi cu degradarea consecutiva aAre loc o crestere a radicalilor liberi cu degradarea consecutiva a proteinelor

Apare in general la persoane varstniceApare in general la persoane varstnice

Necesita inlocuirea cristalinului cu un implant care asigura o vedere clara la distanta si in unele cazuri si la aproapevedere clara la distanta si in unele cazuri si la aproape

P i i t lPresiunea intraoculara

Valoarea normala = 11-21 mmhg

Valoarea normala este data de echilibrul dintre cantitatea deValoarea normala este data de echilibrul dintre cantitatea de umoare apoasa produsa de corpul ciliar si cantitatea eliminata

Umoarea apoasa este eliminata prin:p p

calea trabeculocanaliculara (trabecul canal Schlemm vene apoase) – 90%e e apoase) 90%

calea uveosclerala (prin traversarea fibrelor longitudinale ciliare) – 10%ciliare) 10%

CanalulCanalul luiluiSchlemmSchlemm

ReteauaReteaua

ScleraSclera

RetinaProceseleReteauaReteauatrabecularatrabeculara

IrisIris

Retina

Coroida

Macula

ciliare

PupilaCorneeaCorneea

CameraCameraanterioaraanterioara

Artera centralaArtera centralaDiscul optic

Corpulvitros

LensPupila

CameraCameraposterioaraposterioara

Nervul opticNervul optic

Artera centralaArtera centralaretinianaretiniana

Discul optic

MuschiiMuschiiciliariciliari

Scurgerea normala a umorii apoaseScurgerea normala a umorii apoase

Glaucomul Distrugerea progresiva de fibreDistrugerea progresiva de fibre nervoase datorita cresterii presiunii intraoculare (PIO)

Punctul cel mai vulnerabil al Excavatie glaucomatoasa

ochiului la cresterea presiunii intraoculare este capul nervului optic unde are loc o distruge aoptic unde are loc o distruge a fibrelor nervoase datorita a 2 mecanisme: mecanic si ischemic

Mecanismul cresterii PIO: cresterea productiei (foarte rar)cresterea productiei (foarte rar), scaderea eliminarii de umoare apoasa (frecvent)

Aspect normal al fundului de ochi

Glaucomul prin scaderea eliminarii umorii apoaseapoase

Scurgerea apoasa prin ambele cai este diminuata

Functia vizuala

Functia retinei si caile optice

Structura retineiD l it li l i t t

lumina

De la epiteliul pigmantar catre suprafata avem urmatoarele straturi:

M b li it t t1. Membrana limitanta externa2. Stratul fibrelor nervoase3. Stratul celulelor ganglionare

St t l l if i t4. Stratul plexiform intern5. Stratul nuclear intern6. Stratul plexiform extern7 Stratul nuclear extern7. Stratul nuclear extern8. Membrana limitanta externa9. Stratul conurilor si bastonaselor10 Stratul pigmentar10. Stratul pigmentar

Semnale vizuale

ajun

geOrganizarea celulara a retinei

inaint

e de

a Synapses

stra

turile

ptor

i p

rin

toat

e la f

otor

ece p

sin

apti

ca

e sa

tre

aca

Intr

egar

e

mina

treb

uie

luminaLum

Celulele cu conuri si bastonase..Epiteliul pigmetar absoarbelumina si reduce reflexia

d bcreand o camera obscura

Discurile fotoreceptorilorDiscurile fotoreceptorilorsunt locul transductiei

Procesul de transductie este mediat de pigmentiimediat de pigmentii fotosensibili -rodopsina

Celulele cu conuri si bastonaseRaportul dintre celule cu bastonase si celulele cu conuri este de 20:1Celulele cu bastonase

Contin o singura substanta fotosensibila numita rodopsinaAu o sensibilitate crescuta la lumina si sunt responsabile de vederea scotopica, monocromaticaSunt situate la periferie si absente in fovee; frecventa lor descreste de la la periferie spre maculala periferie spre maculaExista o convergenta de 100:1 (bastonase: celule ganglionare) in periferie si mai mica spre macula

Celulele cu conuriSunt de trei tipuri fiecare tip avand un pigment fotosensibil pentru culorile verde, rosu, albastruSunt responsabile de vederea fotopica, cromaticaPrezinta o densitate scazuta in periferie numarul lor crescand sprePrezinta o densitate scazuta in periferie numarul lor crescand spre macula, iar in fovee se gaseasc numai acesteaConvegenta este mai mica decat pentru celulele cu bastonase iar in fovee raportul este de 1:1 (conuri: celule ganglionare)

Energie luminoasaExcitarea bastonaselor cand rodopsinaeste activataRodopsina Batorodopsina

(n sec)este activata

N x Transducina

Lumirodopsinaµ sec

Metarodosina IN x fosfodiesteraze Metarodosina I(m sec)

M t d i IIMetarodosina II(sec)

opsina(RODOPSINA ACTIVATA)

Scade GMPc

all-trans-retinal

opsina

II-cis-retinal

ACTIVATA)Inchiderea canalelor de Na

HIPERPOLARIZAREA CELULELOR CU BASTONASE

Retinal izomeraza

all-trans-retinolVit A

II-cis-retinolHIPERPOLARIZAREA CELULELOR CU BASTONASE

Scade eliberarea de glutamat la nivelul sinapsei

Fototransductia

Rodopsina raspunde optim la lumina cu

lungimea delungimea de unda de 496 nm

Signal Transmission in the Retina

Adaptarea la intunericCare este explicatia pentru durata mare a adaptarii la intuneric.Care este explicatia pentru durata mare a adaptarii la intuneric.

Recompunerea lenta a retinalului

• in intuneric retinalul este redus la forma II-cis retinal

• se recompune rodopsina la nivelul discurilor• se recompune rodopsina la nivelul discurilor

• nivelul de GMPc este refacutnivelul de GMPc este refacut

• canalele Na2+ se redeschid

•celulele se depolarizeaza

• transmisia este reluata

Circuitele neuronale ale retinei

Fotoreceptor

ConduExista doua tipuri mari de circuite:

Celule orizontale

ucere elec

p1. unul nou la nivelul maculei (conuri – celule bipolare- celule ganglionare), si 2 unul vechi la nivelul periferiei

Celule bipolare

Celule amacrine

ctronica/gr

2. unul vechi la nivelul periferiei (bastonase – celule bipolare -amacrine – celule ganglionare) Circuitul care porneste de la celulele

Celule ganglionare

raduatad

cu conuri conduce de 2-5 ori mai rapid semnalele vizualeFotoreceptorii la nivelul sinapsei cu celulele bipolare si celulelor orizontale

Fibre nervoase

Potential

de actiune

celulele bipolare si celulelor orizontale descarca glutamat un neurotransmitator excitator

e

Inhibitia laterala – rolul l l l i t lcelulelor orizontale

Este importanta in toate lumina intunericEste importanta in toate sistemele vizuale Asigura cresterea contrastului vizual inhibitiecontrastului vizualConexiunea laterala prin intermediul celulelor orizontale sustine inhibitia

excitatie

orizontale sustine inhibitia laterala (GABA)O inhibitie laterala suplimentara este asiguratasuplimentara este asigurata de celulele amacrine

I hibiti l t lInhibitia laterala

e

eie atieie

inhi

bitie

inhi

bitie

inhibitie

inhibitie inhibitieinhibitieexcitatie

inhi

bitie

exci

tat

excitatie

exci

ta

exci

tat

bitie

inhi

b

Hermann GridHermann Grid

Celulele ganglionare1.600.000 100.000.000 bastonase si 3.000.000 conuri

Exista trei tipuri de celule ganglionareExista trei tipuri de celule ganglionare

Celule W constitue 40% din celulele ganlionare, transmit semnalul vizual de la celulele cu bastonase si sunt implicate insemnalul vizual de la celulele cu bastonase si sunt implicate in vederea scotopica

Celulele X reprezinta 55% din total transmit semnalul vizual deCelulele X reprezinta 55% din total, transmit semnalul vizual de la celulele cu conuri si asigura vederea fotopica, colorata.

Celule Y reprezinta 5% din total dendritele se raspandesc peCelule Y reprezinta 5% din total dendritele se raspandesc pe campuri foarte largi si raspund la miscari rapide sau schimbari rapide ale intensitatii luminii avand functie de avertizare si determina miscarea ochilor spre stimulul luminos.p

Excitatia celulelor ganglionareC l l l li d i d t t ti l d tiCelulele ganglionare descarca in mod spontan potentiale de actiune

Axonii celulelor ganglionare transmit semnalele vizuale pe calea potentialelor de actiunep

Chiar daca nu sunt stimulate celulele ganglinare descarca impulsuri cu o frecventa de 5 – 40 /sec

Modificarile de intensitate a luminii determina modificarea ratei impulsurilor la deschidere (on) sau inchiderea(off) unui spot luminos:

Deschiderea l minii rasp ns on offDeschiderea luminii: raspuns on-off

Inchiderea luminii: raspuns off-on

excitatie

on off

Inhibitie laterala

Vederea cromatica

Celulele cu conuri sunt responsabile pentru vederea colorata.

Celulele cu conuri contin fotopigmenti p gasemanatori rodopsinei care raspund optim la o anumita valoare a lungimii de unda a luminii: a) albastru (absortie maxima 419nm)b) verde (absortie maxima 530nm)c) rosu (absortie maxima 560nm)

Vederea cromatica

Exista doua teorii care incearca sa explice vederea colorata:

a) Teoria tricromatica;

b) Teoria Hering sau teoria culorilor oponente galben-albastrualbastru.

Absortia luminii de catre pigmentii vizualipigmentii vizuali

Toti cei trei pigmenti sunt necesari pentru vederea cromatica corecta. Este necesar minim doi pigmantiEste necesar minim doi pigmanti pentru vederea cromatica

Vederea tricromata se intalneste la 90% din populatie prinla 90% din populatie prin utilizarea n proportii apropiate de rosu, verde, albastru.

Discromatopsia este data de absenta punui dintre pigmenti, totusi individul vede aproape toate culorile utilizand doar doi pigmenti. Absenta pigmentului rosu

t iprotanopieAbsenta pigmentului verde

deuteranopieAbsenta pigmentului tritanopie.

daltonism

Vederea monocromata implica absenta conurilor si este foarte rara.

Teoria tricromaticaSe bazeaza pe posibilitatea perceptie tuturor nuantelor culorilor p p p pprin amestecarea in diferite combinatii ale celor trei culori fundamentaleCel putin doua tipuri de celule cu conuri trebuie excitateIntensitate excitatie fiecarui pigment este comparata de catre creierExemple: rosugalbenalbastru verdep

Portocaliu = 99 : 42 : 00Verde = 31 : 67 : 36Albastru = 0 : 0 : 97Galben = 83 : 83 : 0

Teoria culorilor complementare lb lb tgalben-albastru

Propune existenta unuiPropune existenta unui proces neurologic care considera culorile a fi opuse C l lb t tCuloarea albastra este opusa culorii galbene (R-V)Culoarea rosie este opusa culorii verziCele doua teorii constitue baza vederii coloratebaza vederii colorate

Campul vizualfovea

Pata oarbaPata oarba

Caile vizuale

Fibre pentru RFMSi pentru reflexul de fixarepe un obiect

Fibre corticofuge

Cortexul vizual Cortexul vizual primar

Ocupa aria fisurii calcarine si se extinde catre polul occipital

Semnalele din macula au proiectie in apropierea polului occipital

Semnalele din retina periferica se proiecteaza in cercuri concentrice anterior de polp

Structura: coloane neuronale cu diametru de 30-50 nm continand fiecare peste 1000 de neuroni, semnalele vizuale ajungand in stratul 4 si de aici urca spre straturile 1, 2, 3 curaspandire laterala pe distante scurte, fie coboara in , , p p ,straturile 5, 6 cu raspandire laterala pe distante mari

Picaturile de culoare = zone aflate intre coloanele primare, primesc semnale laterale si raspund specific la semnalele de culoare

Arii corticale secundare

Situate anterior superior si inferior de cortexul primar vizual

Analiza si interpretarea imaginilor:

Miscarile l

Nv IV

oculareInervatia musculaturii extrinseci a globului ocularextrinseci a globului ocular este asigurata de nv 3, 4, 6,

Nv VIInterconexiuniile dintre cei trei nuclei ai nv 3, 4, 6 se realizeaza prin intermediul fasciculului longitudinal medial

Miscarile voluntare sunt asigurate de garii din lobul frontal prin tracturile frontotectale

Miscarile involuntare de fixatie suntMiscarile involuntare de fixatie sunt controlate de arii secundare din lobul occipital prin tracturile occipitotectal si occipitocolicular

De la nucleii pretectali si coliculari sup pornesc semnale prin fasciculul longitudinal median spre nucleii nervilor 3, 4, 6.

Reflexul fotomotor pupilarp p

Cand cantitatea de lumina care patrunde in ochi este prea mare, pupila se micsoreaza ajustand astfel cantitatea de lumina care patrunde inse micsoreaza ajustand astfel cantitatea de lumina care patrunde in ochi obtinandu-se o vedere clara atat in mediu luminat cat si intunecat.

Este un reflex rapid care modifica diametrul pupilar de la 1 5 mmEste un reflex rapid care modifica diametrul pupilar de la 1,5 mm in lumina puternica pana la 8 mm in intuneric

Determina creterea profunzimii campului vizual in l i t i i i t f i l l i dlumina puternica prin ingustarea fasciculului de lumina care ajunge la retina

Diametrul pupilar este controlat de sistemul nervos vegetativ.