Vista e neurofisiologia

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
Lamine V1
1
Cellule x ( alta risoluzione)
Cellule Y ( analisi movimento )
Lamine NGL
2
1
3
2
Strato
magnocellulare
3
4
4A
4B
Strato
parvicellulare
4Calfa
5
4Cbeta
6
5
6
Organizzazione area 17
Lamina corteccia V1
1
2
Area V2( forme e colori) e
movimento
3
4°
Area V5 ( parietale posteriore)
analisi dei movimenti
4B
4Calfa
4Cbeta
5
6
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
Insieme TEO e TE formano l’ area
IT ovvero temporale inferiore
V4
TEO(parte posteriore area
temporale inferiore
TE( p anteriore area 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