Structure and Function
Visual System and Pathway
Cornea
Hornhinnen er den første fremre delen av øyet som bryter lys og hjelper med å overføre nevrale signaler til hjernen via den visuelle banen. Mens grensesnittet mellom luft og hornhinne er ansvarlig for omtrent 65% av øyets totale brytningsstyrke, har hornhinnekraften et fast fokus.
Iris og elev
Iris er farget snitt plassert bakre for øyets fremre kammer. Den omgir åpningen kjent som pupillen og lar lyset passere gjennom hullet og nå netthinnen for fototransduksjon. Eleven innsnevrer seg eller utvider seg for å svare på lys og nær stimuli. Pupillær lukkemuskelen og dilatatormuskulaturen er de to ufrivillige irismusklene som er nødvendige for å kontrollere mengden lys som beveger seg til netthinnen. Bilder som vises på netthinnen er opp ned og bakover.
Linse
Linsen og den tilstøtende ciliary muskelen er ansvarlig for innkvartering og fokusering av lys på netthinnen fra forskjellige avstander. Innkvarteringsrefleksen oppstår når ciliary muskelsammentrekning fører til avspenning av zonefibrene festet til linsen. Som et resultat blir linseformen mer sfærisk, og øker dens aksiale tykkelse og dioptiske kraft, og bringer fokuset, som i utgangspunktet er bak netthinnen, tilbake på netthinnen. Den ciliære muskelen mottar parasympatiske innganger fra den korte ciliarynerven, og dens sammentrekning gjør at øyet får plass til nærmere gjenstander. Når ciliarmuskelen slapper av, får en økning i sonespenning linsen til å flate og dens dioptriske kraft avta. Evnen til å imøtekomme gradvis avtar med alderen. Presbyopia er en vanlig tilstand i den aldrende befolkningen der linsen deres blir tettere og mer stiv. Med sin avtagende evne til å endre form kan linsen ikke lenger fokusere på nærmere gjenstander.
Retina
Når lyset når netthinnen, må det først passere gjennom flere retinalag før det samhandler med stenger og kjegler i fotoreseptorens ytre segmenter. Disse to fotoreseptorene oversetter lyssignalet til en bioelektrisk melding. Ved fotonabsorpsjon fører de aktiverte stengene og kjeglene til initiering av en fototransduksjonskaskade og resulterer i cellehyperpolarisering, noe som reduserer frigjøringen av nevrotransmitterglutamat fra fotoreseptorene. Glutamatreseptorene på bipolare celler forplanter signaler til ganglionceller, som har aksoner i retinal nervefiberlag som beveger seg gjennom synsnerven.
Optisk nerve, chiasme og kanaler
optisk nerve i hvert øye er sammensatt av en gruppe umyeliniserte aksoner av retinal ganglionceller som kommer ut fra optisk plate. Fraværet av retinale fotoreseptorer i optisk plate fører til en blind flekk i synsfeltet til hvert øye. Synsnerven passerer bakfra fra platen gjennom en masklignende struktur kjent som lamina cribrosa, hvorpå den blir myelinisert av oligodendrocytter.
De optiske nervene som beveger seg fra begge øynene, møtes ved det optiske chiasmen foran hypofysen. Nervefibrene fortsetter etter den optiske chiasmen mens optikken trekker seg. Retinalfibrene som kommer fra nesesiden av hvert øye, avdekuserer ved optisk chiasme inn i den kontralaterale optiske kanalen, mens retinalfibrene fra den temporale siden av hvert øye ikke krysser, men i stedet fortsetter gjennom den ipsilaterale optiske kanalen; således er hver optisk kanal sammensatt av de ipsilaterale temporale fibrene og de kontralaterale nesefibrene. Denne avkoplingen av nesefibrene, men ikke retinalfibrene, gjør at høyre halvdel av synsfeltet kan behandles av venstre hjernehalvdel og venstre halvdel av feltet for å fortsette til høyre halvkule.
Lateral Geniculate Nucleus
De fleste av de optiske kanalfibrene synapser i den ipsilaterale laterale geniculate nucleus (LGN) i thalamus for bildebehandling. Et lite antall av optiske traktorfibre ankommer den pretektale kjernen i mellomhjernen i stedet for LGN og deltar i pupillærrefleksen. Aksonene til LGN-prosjektet til calcarine (også kjent som striat) cortex som to bunter kalt tidsmessig og parietal stråling. Den tidsmessige strålingen, også kjent som Meyer’s loop, er fibre som videreformidler informasjon fra det kontralaterale overlegne synsfeltet. Parietalstrålingen, også kjent som Baums loop, er fibre som bærer informasjon fra det kontralaterale dårligere synsfeltet.
Calcarine Cortex
Det elektrokjemiske signalet kommer endelig til calcarine cortex (Brodmann-området 17), som er den primære visuelle cortex i occipital lobe. Den visuelle informasjonen blir videre bearbeidet av den høyere ordens visuelle cortex for å identifisere et objekt.
Pupillary Light Reflexes and Pathway
Pupillary Light Reflex Pathway er lik den visuelle banen; de optiske kanalfibrene som er involvert i pupillære lysreflekser ender imidlertid ved den pretektale kjernen i mellomhjernen og ikke ved LGN i thalamus. De nasalt justerte fibrene debuterer ved den optiske chiasmen og overfører signalet til den kontralaterale pretektale kjernen, mens de temporært justerte fibrene videreformidler informasjonen til den ipsilaterale pretektale kjernen.
Når hver pretektal kjerne projiserer bilateralt og synapses i begge Edinger-Westphal-kjerner (kranialnerv III), begynner de aktiverte Edinger-Westphal-kjernene den efferente delen av refleksen ved å generere handlingspotensialer. Aksonene til disse preganglioniske parasympatiske nevronene sender signalene langs den okulomotoriske nerven til de postganglioniske nervefibrene i ciliary ganglion. Deretter stimulerer de korte ciliarynervene som oppstår fra ciliary ganglion pupillær lukkemuskelen og forårsaker pupillinnsnevring. Selv når lyset bare skinner i det ene øyet, oppstår en konsensuell respons i det andre øyet siden nesens retinalfibre krysser ved den optiske chiasmen for å nå den kontralaterale pretektale kjernen. Også projeksjonen av hver pretektal kjerne til begge Edinger-Westphal-kjerner bidrar til den konsensuelle pupillrefleksen i det kontralaterale øyet. Hver aktiverte Edinger-Westphal-kjerne er ansvarlig for den ipsilaterale pupillinnsnevringen, og disse stimulerte kjernene gjør at den bilaterale pupillrefleksen sammen kan forekomme.
I svakt lys trekker pupill dilatatormuskelfibre seg sammen og utvider størrelsen på elev. De postganglioniske sympatiske fibrene fra den lange ciliarynerven innerverer dilatatormuskelen.