Structuur en functie
Visueel systeem en pad
Hoornvlies
Het hoornvlies is het eerste voorste deel van het oog dat licht weerkaatst en helpt bij het overbrengen van neurale signalen naar de hersenen via het visuele pad. Terwijl het lucht-hoornvlies grensvlak verantwoordelijk is voor ongeveer 65% van het totale brekingsvermogen van het oog, heeft het hoornvliesvermogen een vaste focus.
Iris en pupil
De iris is het gekleurd gedeelte achter de voorste oogkamer. Het omringt de opening die bekend staat als de pupil en laat het licht door het gat gaan en het netvlies bereiken voor fototransductie. De pupil vernauwt of verwijdt zich om te reageren op licht en nabije prikkels. De pupil sluitspier en dilatatorspieren zijn de twee onvrijwillige irisspieren die nodig zijn om de hoeveelheid licht die naar het netvlies reist te regelen. Afbeeldingen die op het netvlies worden weergegeven, zijn ondersteboven en achterstevoren.
Lens
De lens en de aangrenzende ciliaire spier zijn verantwoordelijk voor accommodatie en focusseren van licht op het netvlies vanaf verschillende afstanden. De accommodatiereflex treedt op wanneer de samentrekking van de ciliaire spier leidt tot relaxatie van de zonulaire vezels die aan de lens zijn bevestigd. Het resultaat is dat de lensvorm meer bolvormig wordt, waardoor de axiale dikte en dioptrische sterkte toenemen en de focus, die zich aanvankelijk achter het netvlies bevindt, weer op het netvlies komt. De ciliaire spier ontvangt parasympathische input van de korte ciliaire zenuw, en door zijn samentrekking kan het oog zich aanpassen aan dichterbij gelegen objecten. Wanneer de ciliaire spier zich ontspant, zorgt een toename van de zonulaire spanning ervoor dat de lens vlakker wordt en het dioptrische vermogen afneemt. Het vermogen om op te vangen neemt geleidelijk af met de leeftijd. Presbyopie is een veel voorkomende aandoening bij de vergrijzende bevolking, waarbij hun lens dichter en stijver wordt. Omdat het vermogen om van vorm te veranderen afneemt, kan de lens niet langer scherpstellen op objecten die dichterbij zijn.
Retina
Wanneer het licht het netvlies bereikt, moet het eerst door meerdere netvlieslagen gaan voordat het in wisselwerking staat met staafjes en kegeltjes in de buitenste segmenten van de fotoreceptor. Deze twee fotoreceptoren vertalen het lichtsignaal in een bio-elektrische boodschap. Bij fotonabsorptie leiden de geactiveerde staafjes en kegeltjes tot het initiëren van een fototransductiecascade en resulteren in celhyperpolarisatie, die de afgifte van neurotransmitterglutamaat uit de fotoreceptoren vermindert. De glutamaatreceptoren op bipolaire cellen verspreiden signalen naar ganglioncellen, die axonen hebben in de retinale zenuwvezellaag die door de oogzenuw reizen.
Optische zenuw, chiasma en traktaten
de oogzenuw van elk oog is samengesteld uit een groep niet-gemyeliniseerde axonen van de retinale ganglioncellen die uit de optische schijf komen. De afwezigheid van retinale fotoreceptoren in de optische schijf leidt tot een blinde vlek in het gezichtsveld van elk oog. De oogzenuw passeert posterieur van de schijf door een maasachtige structuur die bekend staat als de lamina cribrosa, waarna deze wordt gemyeliniseerd door oligodendrocyten.
De optische zenuwen die vanuit beide ogen reizen, ontmoeten elkaar bij het optische chiasma, anterieur naar de hypofyse. De zenuwvezels gaan na het optische chiasma verder als de optische kanalen. De netvliesvezels die van de nasale zijde van elk oog komen, kruisen bij het optische chiasma in het contralaterale optische kanaal, terwijl de retinale vezels van de tijdelijke zijde van elk oog niet kruisen maar in plaats daarvan door het ipsilaterale optische kanaal gaan; elk optisch kanaal is dus samengesteld uit de ipsilaterale temporale vezels en de contralaterale nasale vezels. Door deze decussatie van de nasale, maar niet de retinale, vezels kan de rechterhelft van het gezichtsveld worden verwerkt door de linker hersenhelft en de linkerhelft van het veld naar de rechterhersenhelft.
Lateraal Geniculate Nucleus
De meeste optische tractusvezels synaps in de ipsilaterale laterale geniculate nucleus (LGN) van de thalamus voor beeldverwerking. Een klein aantal van de optische kanaalvezels arriveert in de pretectale kern in de middenhersenen in plaats van de LGN en neemt deel aan de pupillichtreflex. De axonen van het LGN projecteren naar de calcariene (ook bekend als gestreept) cortex als twee bundels die temporale en pariëtale stralingen worden genoemd. De temporale stralingen, ook bekend als Meyer’s loop, zijn vezels die informatie doorgeven vanuit het contralaterale superieure gezichtsveld. De pariëtale stralingen, ook bekend als de lus van Baum, zijn vezels die informatie uit het contralaterale inferieure gezichtsveld dragen.
Calcarine Cortex
Het elektrochemische signaal komt uiteindelijk aan bij de calcariene cortex (Brodmann-gebied 17), de primaire visuele cortex in de occipitale lob. De visuele informatie wordt verder verwerkt door de visuele cortex van hogere orde om een object te identificeren.
Pupillaire lichtreflexen en pad
Het pupillichtreflexpad is vergelijkbaar met het visuele pad; de optische kanaalvezels die betrokken zijn bij pupillichtreflexen eindigen echter bij de pretectale kern in de middenhersenen en niet bij de LGN van de thalamus. De nasaal uitgelijnde vezels kruisen elkaar bij het optische chiasma en brengen het signaal over naar de contralaterale pretectale kern, terwijl de tijdelijk uitgelijnde vezels de informatie doorgeven aan de ipsilaterale pretectale kern.
Wanneer elke pretectale kern bilateraal projecteert en synapsen in beide Edinger-Westphal-kernen (hersenzenuw III), beginnen de geactiveerde Edinger-Westphal-kernen het efferente deel van de reflex door actiepotentialen te genereren. De axonen van deze preganglionische parasympathische neuronen sturen de signalen langs de oculomotorische zenuw naar de postganglionaire zenuwvezels van het ciliaire ganglion. Vervolgens stimuleren de korte ciliaire zenuwen die voortkomen uit het ciliaire ganglion de pupil sluitspier en veroorzaken pupilvernauwing. Zelfs wanneer het licht slechts in één oog schijnt, treedt een consensuele reactie op in het andere oog, aangezien de nasale retinale vezels elkaar kruisen bij het optische chiasma om de contralaterale pretectale kern te bereiken. Ook draagt de projectie van elke pretectale kern naar beide Edinger-Westphal-kernen bij aan de consensuele pupilreflex in het contralaterale oog. Elke geactiveerde Edinger-Westphal-kern is verantwoordelijk voor de ipsilaterale pupilvernauwing, en deze gestimuleerde kernen zorgen er samen voor dat de bilaterale pupilreflex kan optreden.
In het zwakke licht trekken de spiervezels van de pupildilatator samen en worden ze groter. leerling. De postganglionische sympathische vezels van de lange ciliaire zenuw innerveren de dilatatorspier.