Analizatorul vizual

Analizatorul vizual

Analizatorul vizual este capabil de a recepta undele electromagnetice, informatiile vizuale reprezentand peste 90% din totalitatea informatiilor senzoriale. Rolul analizatorului vizual este de maxima importanta, intervenind in prelucrarea specifica a informatiilor vizuale, dar si in general in adaptarea la mediu. De asemenea, analizatorul vizual are o participare semnificativa in realizarea unor procese psihice corticale ca de exemplu atentia.

Analizatorul vizual prezinta in alcatuirea sa componentele comune ale unui analizator in general, dar si componente specifice.

Componentele comune sunt:

-segmentul periferic (receptorul), reprezentat de retina

-segmentul de conducere, reprezentat de nervii optici

-segmentul central, reprezentat de zona de proiectie corticala a analizatorului vizual (cortexul vizual)

Componenta specifica a analizatorului vizual este aparatul optic.

Aparatul optic este o structura functionala care are rolul de a realiza focalizarea pe retina a razelor luminoase, proces posibil datorita prezentei in alcatuirea sa a unor elemente optice puternice. Aparatul optic este alcatuit din patru medii refringente: corneea, umoarea apoasa, cristalinul si corpul vitros.

Aparatul optic este situat din punct de vedere anatomic in interiorul globului ocular.

Globul ocular are forma unei sfere care se continua posterior cu nervul optic. Este alcatuit din trei tunici concentrice, cu o parte anterioara mai proeminenta si contine medii transparente. Globul ocular ocupa partea anterioara a orbitei si este putin mai apropiat de peretele ei lateral. Axele celor doi globi oculari sunt aproape paralele, in timp ce ale orbitelor diverg in mod net. Axul globului ocular nu coincide cu cel al orbitei.

Peretele globului ocular este format, din afara inauntru din cele trei tunici:

-tunica fibroasa, formata din sclerotica si cornee

-tunica vasculara, alcatuita din coroida, corp ciliar si iris

-tunica nervoasa, constituita din retina optica si cea oarba.

Continutul globului ocular este reprezentat prin mediile transparente:

-corneea

-umoarea apoasa

-cristalinul

-corpul vitros

Aceste medii intra in alcatuirea aparatului optic.

Corneea este o structura anatomica situata la polul anterior al globului ocular. Fata sa anterioara este in contact cu fata posterioara a pleoapelor (cand pleoapele sunt inchise), respectiv cu deschizatura palpebrala (cand pleoapele sunt deschise). Fata sa posterioara delimiteaza camera anterioara a globului ocular care contine umoarea apoasa. Din punct de vedere histologic ea este transparenta, avasculara, bogat inervata. Aceste particularitati de structura ii confera proprietatile functionale caracteristice:

-fiind transparenta permite trecerea undelor electromagnetice

-fiind avasculara nu prezinta riscul respingerii imunologice, fapt ce permite realizarea transplantelor de cornee (corneea este hranita prin difuzie din umoarea apoasa)

-inervatia bogata (realizata de catre nervul cranian V trigemen) prezinta importanta in cursul interventiilor chirurgicale, avand in vedere faptul ca in cursul anesteziei generale sensibilitatea corneeana dispare ultima.

Umoarea apoasa este un lichid transparent care ocupa camera anterioara si posterioara a globului ocular, intre cornee si cristalin. Acest spatiu ocupat de umoarea apoasa este impartit de iris in doua zone topografice, care comunica prin orificiul pupilar. Umoarea apoasa este secretata de procesele ciliare, are compozitie asemanatoare plasmei sanguine, reprezentand calea principala prin care substantele nutritive sunt aduse la nivelul corneei si cristalinului.

Cristalinul este o lentila biconvexa situata posterior de iris si anterior de corpul vitros, in dreptul proceselor ciliare si al muschiului ciliar. Este invelit de o capsula (cristaloida) din care poate fi extras operator in caz de opacifiere sau cataracta. Crsitalinul este avascular, fiind format din mai multe straturi concentrice de celule epiteliale. Mentinerea in pozitie a cristalinului este realizata de un ligament suspensor care este inserat pe cristaloida la o extremitate a sa, iar la cealalta extremitate este inserat pe muschiul ciliar. In repaus ligamentul suspensor este intins si cristalinul este reglat pentru vederea la distanta. Cand muschiul ciliar se contracta ligamentul suspensor se relaxeaza, convexitatea cristalinului creste si este posibila vederea de aproape. Cristalinul poate fi sediul unor procese patologice oculare: presbitia (datorata pierderii elasticitatii cristalinului odata cu inaintarea in varsta) si cataracta (datorata pierderii transparentei cristalinului).

Corpul vitros este un lichid vascos si transparent pozitionat anatomic posterior de cristalin si anterior de cornee. Corpul vitros prezinta mai multe roluri:

-rol trofic, facilitand aportul la nivelul retinei al substantelor nutritive, precum si eliminarea catabolitilor retinieni

-rol optic, fiind un mediu refringent

-rol termoizolator

-rol mecanic, contribuind la mentinerea formei si pozitiei globului ocular (fiind un amortizor al socurilor si al miscarilor oculare), la mentinerea in pozitie a cristalinului (fata posterioara a cristalinului este situata in foseta hialoida), precum si la realizarea protectiei retinei (impiedica dezlipirea retinei).

Invelisul extern al globului ocular este format din cornee si sclerotica. Corneea este situata in sesimea anterioara a globului, iar sclerotica inveleste restul globului ocular in partea posterioara. Sclerotica este o membrana fibroasa alcatuita din tesut conjunctiv fibros. Pe fata sa externa se gasesc insertiile muschilor drepti si oblici ai globului ocular.

Invelisul mijlociu al globului ocular este format anterior de iris si corpul ciliar iar posterior de coroida.

Irisul este o diafragma verticala, circulara care regleaza cantitatea de lumina care patrunde in interiorul globului ocular. Este usor concav posterior si prezinta in centru un orificiu numit pupila. Corpul ciliar este alcatuit din procesele ciliare si muschiul ciliar. Procesele ciliare sunt ghemuri vasculare dependente de arterele ciliare lungi si dispuse sub forma unei coroane ciliare. Muschiul ciliar ocupa partea externa a corpului ciliar si se insera pe capatul anterior al scleroticii, fiind format din fibre netede dispuse circular, longitudinal si radiar. Muschiul ciliar este implicat in acomodarea cristalinului pentru vederea obiectelor apropiate.

Coroida captuseste sclerotica fiind o membrana puternic vascularizata de culoare brun-negricioasa. Coroida are rol trofic, intervenind in hranirea celulelor retiniene (datorita vascularizatiei intense) si rol optic, formand camera obscura a globului ocular (datorita celulelor pigmentare).

Invelisul intern al globului ocular este reprezentat de tunica nervoasa, retina.

Receptorul analizatorului vizual

Retina reprezinta segmentul periferic sau receptorul analizatorului vizual. Din punct de vedere embriologic retina deriva din ectoderm, iar din punct de vedere histologic este considerata o prelungire a sistemului nervos central. Este formata din 6 straturi celulare.

Retina este situata posterior de coroida, fara a adera de ea, captusind cele doua treimi posterioare ale globului ocular. Se intinde de la punctul de intrare a nervului optic in globul ocular pana aproape de corpul ciliar, unde se termina printr-o margine bine delimitata, vizibila cu ochiul liber, numita ora serrata. Retina vizuala prezinta o regiune mica, numita pata galbena (macula lutea), implicata in vederea precisa a obiectelor.

Stratul celulelor receptoare este format din celule cu conuri si bastonase. Exista aproximativ 125 milioane de celule cu bastonase si 5,5 milioane de celule cu conuri.

Celulele cu bastonase sunt implicate in receptia luminii crepusculare (vederea scotopica), iar celulele cu conuri in receptia luminii diurne (vederea colorata).

Macula lutea sau pata galbena este o regiune eliptica de 1,5/3 mm, situata exact la polul posterior al globului ocular. Ea prezinta o depresiune centrala numita fovea centralis. La nivelul maculei nu se gasesc decat celule cu conuri.

Pata oarba este o zona circulara, de 1,5 cm diametru, functional oarba si situata medial de polul posterior al globului ocular. La acest nivel nervul optic si artera oftalmica se afla in legatura cu retina.

Celulele receptoare (cu conuri sau bastonase) fac sinapsa cu neuronii bipolari ai caii optice, iar acestia se anastomozeaza cu neuronii multipolari, ai caror axoni formeaza nervul optic. Nervul optic paraseste retina la nivelul petei oarbe, apoi trece in orbita iar apoi, prin gaura optica trece in cutia craniana.

Segmentul de conducere al analizatorului vizual

Informatiile receptionate de receptorul analizatorului vizual (retina) sunt conduse prin nervii optici. Calea optica este formata din trei neuroni:

-primul neuron este neuronul bipolar situat intraretinian; acesta preia informatiile de la celulele cu conuri sau cu bastonase

-al doilea neuron este neuronul multipolar, care are dendritele si corpul celular intraretinian; axonul sau iese din globul ocular la nivelul papilei optice si formeaza nervul optic

-al treilea neuron este metatalamo-cortical, situat in corpul geniculat lateral al metatalamusului; axonul sau ajunge la nivelul cortexului vizual.

De pe caile optice se desprind fibre care merg la coliculii cvadrigemeni superiori, nucleii pretectali si talamusul lateral si ventral.

Ca urmare a existentei cristalinului, cu functie de lentila, campul retinian temporal percepe razele luminoase venite din partea nazala si invers, ceea ce, asociat cu modalitatea de incrucisare a fibrelor in chiasma optica explica vederea binoculara. Axonii neuronilor multipolari din campul temporal retinian raman homolaterali, neincrucisandu-se in chiasma optica; cei din campul nazal se incruciseaza in totalitate (din campul nazal drept trec in tractul nazal stang si invers); cei maculari se incruciseaza partial, unii direct iar altii indirect; fibrele celulelor pupilare au o dispozitie asemanatoare cu cele ale axonilor multipolari maculari. De exemplu in tractul optic stang vom avea: toate fibrele din campul temporal al retinei stangi, toate fibrele din campul nazal al retinei drepte, o parte din fibrele zonelor maculare dreapta si stanga, o parte din fibrele pupilare din retinele dreapta si stanga.

Segmentul central al analizatorului vizual

Segmentul central este reprezentat de cortexul occipital, ariile 17, 18, 19. Aria 17 este aria primara, fiind dispusa de o parte si de alta a fisurii calcarine. Aici are loc analiza organizarii spatiale a imaginilor. Aria 18 (aria parastriata) este situata in jurul ariei 17, fiind implicata in emoria vizuala, precum si in diferentierea obiectelor in miscare de cele statice. Aria 19 (aria peristriata) are rolul de a analiza comparativ informatiile vizuale receptionate recent cu cele stocate anterior. Ariile 18 si 19 sunt arii corticale unde are loc analiza integrativa complexa a informatiilor vizuale.

Teme

Care sunt rolurile corpului vitros?

In ce constau proprietatile functionale ale corneei?

Care sunt componentele invelisului mijlociu al globului ocular?

Care este componenta caii optice?

Obiective: Prezentarea unor procese fiziologice specifice analizatorului vizual (formarea imaginii pe retina, acomodarea ochiului, adaptarea la lumina si intuneric, vederea colorata).

Formarea imaginii pe retina

Formarea imaginii pe retina este posibila datorita aparatului optic. Aparatul optic este o structura functionala care are rolul de a realiza focalizarea pe retina a razelor luminoase, proces posibil datorita prezentei in alcatuirea sa a unor elemente optice puternice. Aparatul optic este alcatuit din patru medii refringente: corneea, umoarea apoasa, cristalinul si corpul vitros.

Imaginea formata in fovea centralis este reala, rasturnata si mai mica decat obiectul privit. "Ochiul redus" este reprezentarea conventionala a aparatului optic situat in interiorul globului ocular. "Ochiul redus" este o lentila cu putere de refractie de 59 de dioptrii. Dintre mediile refringente continute in interiorul globului ocular, la realizarea puterii de refractie cel mai mult participa corneea si cristalinul.

Acomodarea ochiului

Succesiunea de fenomene prin care se formeaza pe retina imagini clare ale obiectelor situate la distante diferite fata de ochi este cunoscuta sub numele de acomodarea ochiului. Acomodarea este posibila datorita urmatoarelor trei fenomene:

-reglarea cantitatii de lumina care ajunge la retina (realizata prin reflexul pupilar);

-acomodarea globului ocular pentru vederea clara a obiectelor de aproape (realizata prin interventia cristalinului, care isi creste puterea de refractie);

-convergenta axelor globilor oculari, cu scopul de a realiza suprapunerea in cortexul vizual a imaginilor de la cei doi ochi (realizata prin contractia diferentiata a musculaturii extrinseci a globilor oculari).

Adaptarea la lumina si intuneric

Conform teoriei duplicitatii vederii conurile sunt implicate in receptia luminii diurne, iar bastonasele in receptia luminii crepusculare. Sub actiunea energiei luminoase la nivelul retinei este generat un potential de receptor, care este apoi preluat de structurile neuronale care alcatuiesc calea optica si transmis sub forma unui potential de actiune cortexului vizual unde are loc analiza acestei informatii, rezultand senzatii vizuale. Transformarea energiei luminoase in potentiale de receptor, iar apoi generarea impulsului nervos au loc prin codificari si decodificari ale informatiei.

Substanta fotosensibila este prezenta la nivelul bastonaselor si conurilor. Substanta fotosensibila din bastonase este rodopsina, o proteina cromatica formata din doua grupari: scotopsina (o lipoproteina) si retinenul (un pigment proteic). Captarea unei cuante de lumina de catre rodopsina genereaza o succesiune de procese biochimice si bioelectrice al caror rezultat este excitarea celulei receptoare. Sub actiunea luminii are loc desfacerea substantei fotosensibile (rodopsina) in cele doua componente: scotopsina si retinenul, aceasta desfacere generand succesiunea de procese biochimice si bioelectrice care au ca rezultat aparitia in retina a unui potential de receptor. Potentialul de receptor retinian produs prin actiunea luminii este expresia unei hiperpolarizari a celulelor receptoare. Aceasta hiperpolarizare va determina mai apoi (ca urmare a unor fenomene mediate chimic prin interventia unor mediatori ca de exemplu dopamina si acetilcolina) o depolarizare si aparitia unui potential de actiune la nivelul celulelor ganglionare.

La intuneric, in absenta actiunii luminii va avea loc refacerea rodopsinei, proces care are loc printr-o succesiune inversa.

Vederea colorata

Vederea diurna este realizata datorita celulelor cu conuri, care se gasesc in numar foarte mare la nivelul petei galbene. Exista mai multe teorii care vizeaza explicarea mecanismelor vederii colorate. Dintre acestea cea mai larg acceptata este teoria tricromatica a lui Young.

Conform teoriei tricromatice a lui Young in retina se gasesc trei tipuri de conuri, fiecare din aceste conuri continand cate o substanta fotochimica ce corespunde unei culori primare (rosu, verde, albastru). Celelalte culori rezulta din combinatia in proportii diferite a celor trei culori primare. Stimularea simultana si in proportii egale a celor trei tipuri de conuri genereaza senzatia de culoare alb, iar stimularea exclusiva a unui tip de conuri va determina senzatia culorii respective.

Anomaliile vederii cromatice sunt datorate lipsei unuia sau tuturor pigmentilor. Din punct de vedere semiologic se descrie dicromazia (incapacitatea de a recepta o anumita culoare, astfel incapacitatea de a recepta culoarea rosu se numeste protanopia, incapacitatea de a recepta culoarea verde se numeste deuteranopie, iar incapacitatea de a recepta culoarea albastra se numeste tritanopie), respectiv acromatopsia (absenta totala a vederii cromatice).

Teme

Care sunt fenomenele care fac posibila acomodarea?

Descrieti succesiunea de fenomene implicate in realizarea adaptarii la intuneric si lumina?

In ce consta teoria tricromatica a lui Young?

Care sunt anomaliile vederii cromatice?

Analizatorul vizual