Structure and Function
Visual System and Pathway
Cornea
Hornhinden er den første forreste del af øjet, der bryder lys og hjælper med at overføre neurale signaler til hjernen via den visuelle vej. Mens luft-hornhindegrænsefladen er ansvarlig for ca. 65% af den samlede brydningsstyrke i øjet, har hornhindekraften et fast fokus.
Iris og elev
Iris er den farvet sektion placeret bagved det forreste kammer i øjet. Den omgiver åbningen kendt som pupillen og tillader lyset at passere gennem hullet og nå nethinden til fototransduktion. Eleven indsnævres enten eller udvides for at reagere på lys og nær stimuli. Pupillær lukkemuskel og dilatatormuskler er de to ufrivillige iris muskler, der kræves for at kontrollere mængden af lys, der rejser til nethinden. Billeder, der vises på nethinden, er på hovedet og baglæns.
Linse
Linsen og den tilstødende ciliary muskel er ansvarlig for indkvartering og fokusering af lys på nethinden fra forskellige afstande. Indkvarteringsrefleksen opstår, når ciliærmuskelkontraktion fører til lempelse af de zonefibre, der er fastgjort til linsen. Som et resultat bliver linseformen mere sfærisk, hvilket øger dens aksiale tykkelse og dioptiske kraft og bringer fokus, som oprindeligt er bag nethinden, tilbage på nethinden. Den ciliære muskel modtager parasympatiske indgange fra den korte ciliære nerve, og dens sammentrækning gør det muligt for øjet at rumme til nærmere objekter. Når ciliarmusklen slapper af, får en stigning i zoneforstyrrelse linsen til at flade ud, og dens dioptriske kraft falder. Evnen til gradvist at imødekomme aftager med alderen. Presbyopi er en almindelig tilstand i den aldrende befolkning, hvor deres linse bliver tættere og mere stiv. Med sin faldende evne til at ændre form kan linsen ikke længere fokusere på nærmere objekter.
Retina
Når lyset når nethinden, skal det oprindeligt passere gennem flere nethindelag inden det interagerer med stænger og kegler i fotoreceptorens ydre segmenter. Disse to fotoreceptorer oversætter lyssignalet til en bioelektrisk besked. Efter fotonabsorption fører de aktiverede stænger og kegler til initiering af en fototransduktionskaskade og resulterer i cellehyperpolarisering, hvilket mindsker frigivelsen af neurotransmitterglutamat fra fotoreceptorerne. Glutamatreceptorerne på bipolære celler formerer signaler til ganglionceller, som har axoner i retinal nervefiberlag, der bevæger sig gennem den optiske nerve.
Optisk nerve, chiasme og kanaler
optisk nerve i hvert øje er sammensat af en gruppe umyeliniserede axoner af retinal ganglionceller, der kommer ud fra den optiske skive. Fraværet af retinal fotoreceptorer i den optiske skive fører til en blind plet i synsfeltet i hvert øje. Den optiske nerve passerer bagfra fra skiven gennem en masklignende struktur kendt som lamina cribrosa, hvorefter den bliver myeliniseret af oligodendrocytter.
De optiske nerver, der bevæger sig fra begge øjne, mødes ved det optiske chiasme anteriort til hypofysen. Nervefibrene fortsætter efter det optiske chiasme, når det optiske trækkes. Retinalfibrene, der kommer fra næsesiden af hvert øje, debuterer ved den optiske chiasme ind i den kontralaterale optiske kanal, hvorimod retinalfibrene fra den temporale side af hvert øje ikke krydser, men i stedet fortsætter gennem den ipsilaterale optiske kanal; således er hver optisk kanal sammensat af de ipsilaterale temporale fibre og de kontralaterale næsefibre. Denne afkobling af de nasale, men ikke retinale fibre gør det muligt at behandle den højre halvdel af synsfeltet af den venstre hjernehalvdel og den venstre halvdel af feltet for at gå videre til højre halvkugle.
Lateral Geniculate Nucleus
De fleste af de optiske kanalfibre synapse i den ipsilaterale laterale geniculate nucleus (LGN) i thalamus til billedbehandling. Et lille antal af de optiske kanalfibre ankommer til den prektektale kerne i midthjernen i stedet for LGN og deltager i pupillærrefleksen. Axonerne i LGN-projektet til calcarine (også kendt som striat) cortex som to bundter kaldet tidsmæssig og parietal stråling. Den tidsmæssige stråling, også kendt som Meyers loop, er fibre, der videreformidler information fra det kontralaterale overlegne synsfelt. Parietalstråling, også kendt som Baums loop, er fibre, der bærer information fra det kontralaterale ringere synsfelt.
Calcarine Cortex
Det elektrokemiske signal ankommer endelig til calcarine cortex (Brodmann-område 17), som er den primære visuelle cortex i occipital lap. Den visuelle information behandles yderligere af den højere ordens visuelle cortex for at identificere et objekt.
Pupillære lysreflekser og pathway
Pupillary light reflex pathway svarer til den visuelle pathway; de optiske kanalfibre, der er involveret i pupillære lysreflekser, ender imidlertid ved den prektektale kerne i midthjernen og ikke ved thalamusens LGN. De nasalt justerede fibre debuterer ved den optiske chiasme og overfører signalet til den kontralaterale prektektale kerne, hvorimod de temporært justerede fibre videresender informationen til den ipsilaterale prektektale kerne.
Når hver prækektal kerne projicerer bilateralt og synapses i begge Edinger-Westphal-kerner (kranialnerv III), begynder de aktiverede Edinger-Westphal-kerner den efferente lem af refleksen ved at generere handlingspotentialer. Axonerne i disse preganglioniske parasympatiske neuroner sender signalerne langs den oculomotoriske nerve til de post-ganglioniske nervefibre i ciliary ganglion. Derefter stimulerer de korte ciliary nerver, der opstår fra ciliary ganglion, pupillær lukkemuskelmuskel og forårsager pupillær indsnævring. Selv når lyset kun skinner i det ene øje, opstår der et konsensuelt svar i det andet øje, da de nasale retinale fibre krydser ved det optiske chiasme for at nå den kontralaterale præfektale kerne. Også projektionen af hver pretektal kerne til begge Edinger-Westphal kerner bidrager til den konsensuelle pupillære refleks i det kontralaterale øje. Hver aktiverede Edinger-Westphal-kerne er ansvarlig for den ipsilaterale pupillær indsnævring, og disse stimulerede kerner tilsammen tillader den bilaterale pupillrefleks at forekomme.
I svagt lys trækker pupillardilatator muskelfibre sammen og udvider størrelsen på elev. De postganglioniske sympatiske fibre fra den lange ciliære nerve innerverer dilatatormusklen.