Vista e neurofisiologia

Mezzi ottici

Cornea – è il primo mezzo diottrico , avascolarizzata , trasparente con differente curvatura , che aumenta dalla periferia verso il centro

Cristallino – E’ la lente che permette di focalizzare le immagini , sulla retina e dunque è capace di variare la sua funzione diottrica ( accomodazione ), come la cornea è privo di vascolarizzazione

Corpo vitreo – E’ quella parte dell’ occhio che mantiene la forma globulare , situato dietro il cristallino , percorso dal canale ialoideo che rappresenta l’ arteria ialoidea ormai atrofizzata

Umor Acqueo – Ha una funzione trofica , statica e diottrica , e si trova ad occupare le 2 camere dell’ occhio

Produzione e deflusso dell’ umor acqueo Prodotto dai processi ciliari del corpo

ciliare Il passaggio nelle camere avviene per

via transcellulare e paracellulare ed è per il 25% passivo e poi attivo

Il deflusso è di 3 tipi – Trabecolare 85% pressione dipendente , uveosclerale 15% pressione indipendente , irideo poco rilevante per assorbimento diretto dell’ iride

Regolazione del deflusso

Sistema parasimpatico – induce un > delusso

Sistema simpatico – recettori β inducono > produzione di umore, mentre α una minore produzione e un maggiore deflusso

Sistema dopaminergico – D1 - > produzione , D2 - <produzione

Apparato di rifrazione

Consiste di quel gruppo di lenti che insieme permettono la convergenza o divergenza delle immagini sulla retina

E’ formato essenzialmente dalla cornea (48 diottrie) e dal cristallino ( 9 diottrie) , oltre anche all’ azione dell’ umor acqueo e vitreo

La diottria è la misura della forza di rifrazione di una lente , è uguale al reciproco della distanza focale espressa in metri , ovvero una diottria è quel potere di una lente di convergere i raggi paralleli a un metro da essa

Vizi dell’ apparato di rifrazione

Emmetropia – questo non è un vizio bensì la condizione di normalità che indica una buona efficenza nella rifrazione . L’ oggetto è fatto convergere a 24 mm dopo la cornea. Quindi in questa condizione lunghezza focale e asse dell’ occhio sono corrispondenti

Miopia , in tal caso il sistema rifrattivo dell’ occhio è più potente , e quindi l’ immagine viene a ricadere più avanti della retina e la si corregge tramite una lente che diverga l’ immagine più in dietro verso la retina

Ipermetropia – E’ la condizione opposta alla miopia e la si corregge ovviamente con una lente convergente

Astigmatismo – E’ la condizione nella quale la cornea presenta dei raggi di curvatura diversi nel meridiano verticale e orizzontale facendo apparire non un immagine perfettamente puntiforme ma ellittica , la si corregge con una lente anch’ essa astigmatica ovvero con raggi di curvatura diversi a secondo dell’ anomalia

Azione della luce sulla retina

La luce inizialmente attraversa il sistema diottrico dell’ occhio per poi giungere alla retina

La retina è confinante in avanti con uno strato di epitelio pigmentato ricco di melanina che ha l’ importante funzione di non far riflettere ulteriormente i raggi che non sono stati del tutto assorbiti dalla retina , inoltre svolge un attività metabolica importante garantendo il ricambio dei fotorecettori e il rifornimento di pigmenti visivi

Importante è una regione della retina , la fovea dove sono presenti essenzialmente i coni , ed è quella parte dove arrivano le immagini in quanto i suoi recettori sono capaci di ricevere le immagini nella maniera meno distorta possibile. A sinistra della fovea esiste una zona priva di fotorecettori che risulta come una macchia vuota ed è chiamata papilla ottica , essa è anche il punto da dove esce il nervo ottico quando lascia la retina

Fotorecettori

Coni – bassa sensibilità , visione diurna a colori o fotopica, alta risoluzione.

Bastoncelli – più numerosi , alta sensibilità, bassa risoluzione , per la visione scotopica o notturna

Entrambi presentano un segmento interno ed uno esterno , quest’ ultimo è importante in quanto contiene diversi pigmenti visivi che sono raccolti in delle sorte di invaginazioni di membrana che ne aumentano il contenuto , addirittura tali invaginazione nei bastoncelli diventa organulo intracellulare meglio noto come disco

Vengono sintetizzati circa 3 dischi \ ora

La fototrasduzione

La luce entra a contatto con i fotorecettori venendo assorbita dai loro pigmenti

Il pigmento ( rodopsina per i bastoncelli ) attiva una serie di eventi biochimici tra cui l’ attivazione di una G-proteina ( Trasducina nei bastoncelli ) questa attiva a sua volta una GMPc fosfodiesterasi , che induce una calo del GMPc con conseguente chiusura dei canali del Na e iperpolarizzazione delle cellule

In tutto questo un ruolo importante è svolto dal calcio , infatti quando avviene che la luce è inizialmente accecante , le cellule si iperpolarizzazno al punto di non saper più rispondere ad altri stimoli , ma il calcio che come il Na si vede sbarrata l’ entrata nella cellula , diminuisce la sua concentrazione cellulare e quindi anche la sua azione inibitoria sulla guanilato ciclasi , dunque si produce più GMPc che induce una leggera depolarizzazione delle cellule che permettono di nuovo la risposta a vari stimoli

Progressione delle immagini nella retina La parte esterna dei fotorecettori comunica con le cellule

gangliari che sono le ultime cellule che vanno a formare il nervo ottico

Prima di arrivare alle cellule gangliari gli impulsi da potenziali di membrana che erano nel segmento esterno dei fotorecettori , come potenziale d’ azione , si portano tramite anche degli interneuroni come le cellule amacrine e le cellule orizzontali alle cellule gangliari

Importante è stabilire che sono presenti lungo il tragitto 2 vie parallele sia per le cellule bipolari che precedono le gangliari che per queste

Sono le famose vie ON\OFF , ovvero la cellula gangliare è attivata se il potenziale cade nella sua parte centrale altrimenti è inibita ( ON ) , mentre opposta è la situazione per le cellule OFF. Anche le bipolari hanno 2 vie.

Flusso ematico retinico

E’ estremamente importante che il flusso nella retina sia mantenuto a livelli costanti

Questo è possibile grazie a meccanismi di autoregolazione nell’ arteria centrale della retina

Ipertensione , alcalosi e tensione di ossigeno inducono vasocostrizione

Ipotensione , acidosi e ipercapnia ,vasodilatazione

Motilità intrinseca dell’ occhio

Miosi–ovvero la costrizione della pupilla a seguito dell’ arrivo di luce , la miosi è regolata dal parasimpatico infatti , dallaretina il nervo ottico scarica nel nucleo pretettale , poi al nucleo di EW ( oculomotore ), poi fibre pregangliari al ganglio cigliare e tramite i nn ciliari brevi al m costrittore

Midriasi – opposta alla miosi ed è regolata dal simpatico , infatti fibre dalla retina al nervo ottico alla sostanza reticolare , al centro cilio spinale del Budge nel segmento toracico del midollo alla catena laterovertebrale che salendo arriva al ganglio cervicale superiore , e poi unendosi anche con fibre dell’ oftalmico si porta con i nn ciliari lunghi al ganglio cigliare e tramite i nn ciliari brevi al m dilatatore

Importante è anche il riflesso consensuale ovvero la costrizione della pupilla dell’ occhio non esposto alla luce in quanto le fibre a livello del chiasma si incrociano

Accomodazione

E’ la caratteristica fondamentale del cristallino Ovvero consiste nella contrazione delle fibre

circolari del m ciliare che contraendosi fanno rilasciare la zonula cigliare permettendo una maggiore e quindi un aumento della convergenga del cristallino

Tale proprietà non vale all’ infinito , infatti determinati oggetti visti vicini non possono essere visti perfetti ( punto prossimo)

Vie visive centrali

Dobbiamo anzitutto dire che le cellule gangliari oltre ad essere divise in on e off , sono anche - X , Y , W

X – sono piccole e con una lenta velocità di conduzione , sono deputate alla alta risoluzione degli oggetti

Y – sono più grandi , a rapida velocità , e sono deputate all’ analisi dei movimenti degli oggetti

W – non sono state riscontrate nei primato ma nel gatto

Le fibre provenienti dalla metà nasale della retina si incrociano a livello del chiasma , mentre quelle delle metà temporali arrivano senza incrociarsi

Vie Retino – Pretettale e retino tettale La prima è uguale al processo dei riflessi pupillari La seconda riguarda invece la connessione che l’

insieme di 1200000 di fibre ( n ottico ) che partono dalla retina , arrivano al chiasma , poi ai tratti ottici , al collicolo superiore. Qui , questo è diviso in sei strati dove sono rappresentate sia una mappa visiva , sensoriale e motoria tra loro correlate , in modo tale da far connettere le informazioni visive con quelle dello spazio.. Infatti il collicolo superiore tramite anche la collaborazione dell’ area 8 ( oculocefalogira ) riesce a regolare allo stesso tempo , il collo inviando fibre al midollo spinale , e l equilibrio nel girarsi a seguito dell’ arrivo dello stimolo luminoso , inviando fibre al cervelletto

Via retino – genicolo - corticale

La parte centrale dell’ oggetto fissato arriva alla parte posteriore del nucleo genicolato laterale ( NGL )

La parte superiore va nella parte laterale del NGL La parte inferiore va a quella mediale del NGL La parte periferica va anteriormente Inoltre le fibre della P.N.( parte nasale )arrivano

alle lamine 1,4 , 6 mentre quelle della P.T. alle lamine2,3, 5

Ancora , le cellule X(alta risoluzione) alle lamine 3,4,5,6 (Parvicellulari), le cellule Y(analisi movimento) alle lamine 1,2 .( magnicellulari )

Funzione NGL e proiezioni genicolo striate La funzione del NGL sembra essere

essenzialmente nell’ analisi dei contrasti La parte foveale della retina viene proiettata nel

polo ocpitale dell’ area 17 di brodman, la parte periferica inferiore nella parte superiore del solco della scissura calcarina , la parte superiore sotto il solco

Le parti centrali della retina hanno una maggiore rappresentazione corticale in quanto al campo recettivo minore si contrappone una più alta densità recettoriale che garantisce una migiore raffigurazione

Organizzazione laminare dell’ area 17

Cellule x ( alta risoluzione)

Cellule Y ( analisi movimento )

Lamine V1

1

2

3

4A

4B

4Calfa

4Cbeta

5

6

Lamine NGL

1

2

3

4

5

6

Strato magnocellulare

Strato parvicellulare

Organizzazione area 17

Lamina corteccia V1

1

2

3

4°

4B

4Calfa

4Cbeta

5

6

Area V2( forme e colori) e movimento

Area V5 ( parietale posteriore) analisi dei movimenti

Aree V4 (infratemporali )

Area visiva 1

Si è visto che la corteccia visiva 1 è organizzata in ipercolonne

Questa suddivisione è stata possibile grazie ad alcuni studi autoradiografia che hanno dimostrato l’ esistenza di queste unità funzionali che comprendono lamine per la dominanza oculare ovvero la caratteristica di uno stesso neurone di dare risposte maggiori in un occhio rispetto all’ altro , lamine di orientamento poste trasversalmente alle precedenti e direzionate a formare un ciclo completo di 180 gradi , e zone superficiali solo sulle lamine 2,3 5,6 che si chiamano Blob ovvero zone particolari che rispondono al contrasto del colore

Elaborazione dell’ informazione visiva Questa è basata sulla teoria dei canali ventrale

e dorsale Ovvero spostandoci in senso postero –

anteriore si notano diverse aree Aree temporali inferiori V1, V2, V4, – che sono

state viste essere principalmente coinvolte nell’ analisi discriminativa della forma e dei colori

Aree temporali superiori e parietali posteriore V1 , V2 , V3 , V5 , sono state viste essere coinvolte nell’ analisi del movimento degli oggetti

Dunque..

L’ area V1 , 2 , 4 ( temporale inferiore )fu chiamata anche area del “cosa” – canale ventrale

L’ area V1 ,2 ,3 ,5 ( temporale superiore e parietale posteriore ) , fu chiamata area del “dove” – canale dorsale

Canale ventrale

Area 17 o V1 Aree progressivamente più anteriori e

inferiori del lobo temporale V2 , V4.

V1 V2 V4 TEO(parte posteriore area temporale inferiore

TE( p anteriore area temporale inferiore)

Insieme TEO e TE formano l’ area IT ovvero temporale inferiore

Per concludere…

Le informazioni che dall’area V1 comprendono ancora , la dominanza oculare , la forma , il contrasto , l’ orientamento , arrivano a TE diminuendo le connessioni topografiche in quanto a poco a poco vengono già estratte le informazioni degli oggetti dei quali arriva a TE solo la componente visiva

Possibili sono le connessioni tra queste aree a ritroso

Visione della profondità

In questo contesto è bene evidenziare che gli oggetti che vengono fissati arrivano in 2 punti corrispondenti della retina e che grazie al meccanismo della fusione psicologica e motoria ( ovvero l’ allineamento oculare degli assi ) è possibile vedere l’ oggetto come cosa “singola”

Stereopsi

Rappresenta la visione tridimensionale degli oggetti Spesso 2 oggetti che vengono a cadere in 2 punti non

corrispondenti della retina danno luogo al fenomeno della diplopia .

Nell’ ambito dell’ apparato visivo , si definisce l’ oroptero ovvero quella linea immaginaria dove vengono a cadere tutti i punti – oggetto messi a fuoco sulla fovea

Aldilà dell’ oroptero si etende l’ area di Panum che rappresenta l’ insieme dei punti fuori l’ orptero che possono essere visti come singoli dal nostro apparato visivo

Aldilà di tale area punti – oggetto posti dietro o davant all’ oroptero vengono visti come doppi ( diplopia fisiologica )

L’ esempio è semplice basta porre davanti a noi 2 dita uno vicino e l’ altro lontano almeno 30 cm in quanto deve uscire dall’ area di Panum, si nota che fissando l’ oggetto vicino quello lontano appare doppio ( diplopia omonima fisiologica )

L’ immagine spostata più a destra o sinistra rispetto ad un occhio cadono sempre a livello della fovea grazie alla vergenza dei 2 occhi

L’ oggetto posto però vicino a quello fissato , e quello lontano , vengono rispettivamente proiettati in 2 punti retinici più lontani e più vicini rispetto alla fovea centrale.

La distanza tra questi 2 punti retinici è definita disparità retinica e fortunatamente la natura ha fornito il nostro apparato visivo di un sistema di calcolo di tale disparità in grado di definire la profondità di un oggetto

La visione stereoscopica vale anche per figure bidimensionale come per cerchi concentrici

Inoltre la stereopsi vale anche nei soggetti monoculari ( stereopsi secondaria ) in quanto quella primaria dipende essenzialmente dal potere di vergenza degli occhi e dall’ accomodazione , valendo per gli oggetti vicini.

Infatti per oggetti più lontani di 30 metri i raggi luminosi sembrano essere paralleli

Quindi molti sono i fenomeni che a questo punto contribuiscono alla visione profonda

La prospettiva lineare , il movimento parallattico , la disposizione delle luci – ombre.

Si ritiene che questa caratteristica ( profondità e visione tridimensionale ) sia posta in delle aree solo della corteccia e non nei nuclei precedenti , precisamente V1 V5