Struktura i funkcja

Układ wzrokowy i droga

Rogówka

Rogówka to pierwsza przednia część oka, która załamuje światło i pomaga przekazywać sygnały nerwowe do mózgu drogą wzrokową. Podczas gdy interfejs powietrze-rogówka odpowiada za około 65% całkowitej mocy refrakcyjnej oka, moc rogówki ma stałe ognisko.

Tęczówka i źrenica

Tęczówka jest kolorowa sekcja znajdująca się za przednią komorą oka. Otacza otwór zwany źrenicą i pozwala światłu przejść przez otwór i dotrzeć do siatkówki w celu fototransdukcji. Źrenica zwęża się lub rozszerza, reagując na światło i bodźce w pobliżu. Zwieracz źrenicy i mięśnie rozszerzające źrenice to dwa mimowolne mięśnie tęczówki, które są niezbędne do kontrolowania ilości światła docierającego do siatkówki. Obrazy wyświetlane na siatkówce są odwrócone i odwrócone.

Soczewka

Soczewka i sąsiedni mięsień rzęskowy są odpowiedzialne za akomodację i skupianie światła na siatkówce z różnych odległości. Odruch akomodacji pojawia się, gdy skurcz mięśni rzęskowych prowadzi do rozluźnienia włókien strefowych przyczepionych do soczewki. W rezultacie soczewka staje się bardziej kulista, zwiększając jej grubość osiową i moc dioptryczną oraz przenosząc ognisko, które początkowo znajduje się za siatkówką, z powrotem na siatkówkę. Mięsień rzęskowy otrzymuje bodźce przywspółczulne z krótkiego nerwu rzęskowego, a jego skurcz umożliwia oku przystosowanie się do bliższych obiektów. Kiedy mięsień rzęskowy rozluźnia się, wzrost napięcia strefowego powoduje spłaszczenie soczewki i zmniejszenie jej mocy dioptrycznej. Zdolność do przystosowania się stopniowo spada wraz z wiekiem. Starczowzroczność jest częstym stanem starzejącej się populacji, w której soczewka staje się gęstsza i sztywniejsza. Ze zmniejszającą się zdolnością do zmiany kształtu soczewka nie może już skupiać się na bliższych obiektach.

Siatkówka

Kiedy światło dociera do siatkówki, musi najpierw przejść przez wiele warstw siatkówki, zanim wejdzie w interakcję z pręcikami i stożkami w zewnętrznych segmentach fotoreceptora. Te dwa fotoreceptory przekształcają sygnał świetlny na wiadomość bioelektryczną. Po absorpcji fotonów aktywowane pręciki i czopki prowadzą do zainicjowania kaskady fototransdukcji i skutkują hiperpolaryzacją komórki, która zmniejsza uwalnianie glutaminianu neuroprzekaźnika z fotoreceptorów. Receptory glutaminianu na komórkach dwubiegunowych propagują sygnały do komórek zwojowych, które mają aksony w warstwie włókien nerwowych siatkówki, które przemieszczają się przez nerw wzrokowy.

Nerw wzrokowy, skrzyżowanie i drogi

nerw wzrokowy każdego oka składa się z grupy niezmielinizowanych aksonów komórek zwojowych siatkówki, które wyłaniają się z tarczy nerwu wzrokowego. Brak fotoreceptorów siatkówkowych w tarczy nerwu wzrokowego prowadzi do martwego punktu w polu widzenia każdego oka. Nerw wzrokowy przechodzi do tyłu od krążka przez podobną do siatki strukturę zwaną blaszką cribrosa, po czym ulega mielinizacji przez oligodendrocyty.

Nerwy wzrokowe przemieszczające się z obu oczu spotykają się w skrzyżowaniu wzrokowym przed przysadką mózgową. Włókna nerwowe są kontynuowane po skrzyżowaniu nerwów wzrokowych jako drogi wzrokowe. Włókna siatkówkowe, które wychodzą z nosowej strony każdego oka, rozpadają się w skrzyżowaniu wzrokowym do przeciwległego przewodu wzrokowego, podczas gdy włókna siatkówkowe od strony skroniowej każdego oka nie krzyżują się, lecz przechodzą przez ipsilateralną część przewodu wzrokowego; tak więc każdy przewód wzrokowy składa się z ipsilateralnych włókien skroniowych i kontralateralnych włókien nosowych. To odkrztuszanie włókien nosowych, ale nie siatkówkowych, pozwala na przetwarzanie prawej połowy pola widzenia przez lewą półkulę mózgową, a lewej połowy pola na prawą półkulę.

Boczne Jądro kolankowate

Większość włókien przewodu wzrokowego synapsy w jądrze kolankowatym bocznym ipsilateralnym (LGN) wzgórza w celu przetwarzania obrazu. Niewielka liczba włókien przewodu wzrokowego dociera do jądra przedtektalnego w śródmózgowiu zamiast do LGN i uczestniczy w odruchu świetlnym źrenicy. Aksony LGN projektują do kory kalkarynowej (znanej również jako prążkowana) jako dwa wiązki zwane promieniowaniem skroniowym i ciemieniowym. Promieniowanie czasowe, znane również jako pętla Meyera, to włókna przekazujące informacje z przeciwległego, górnego pola widzenia. Promieniowanie ciemieniowe, znane również jako pętla Bauma, to włókna przenoszące informacje z przeciwległego dolnego pola widzenia.

Kora wapniowa

Sygnał elektrochemiczny ostatecznie dociera do kory kalkaryny (obszar 17 Brodmanna), która jest główną korą wzrokową w płacie potylicznym. Informacje wizualne są dalej przetwarzane przez korę wzrokową wyższego rzędu w celu zidentyfikowania obiektu.

Źrenicowe odruchy świetlne i ścieżka

Źrenica źrenicowa droga odruchu światła jest podobna do ścieżki wzrokowej; jednak włókna przewodu wzrokowego zaangażowane w odruchy źreniczne światła kończą się w jądrze przedtektalnym w śródmózgowiu, a nie w LGN wzgórza. Włókna ułożone w nosie rozszczepiają się w skrzyżowaniu nerwu wzrokowego i przekazują sygnał do przeciwległego jądra przedtektalnego, podczas gdy włókna ułożone w czasie przekazują informacje do ipsilateralnego jądra przedtektalnego.

Kiedy każde jądro przedtektalne wystaje obustronnie i tworzy synapsy w obu jądrach Edingera-Westphala (nerw czaszkowy III), aktywowane jądra Edingera-Westphala rozpoczynają odprowadzającą kończynę odruchu, generując potencjały czynnościowe. Aksony tych przedwojowych neuronów przywspółczulnych wysyłają sygnały wzdłuż nerwu okoruchowego do włókien nerwu pozwojowego zwoju rzęskowego. Następnie krótkie nerwy rzęskowe powstające ze zwoju rzęskowego pobudzają mięsień zwieracza źrenicy i powodują zwężenie źrenicy. Nawet gdy światło pada tylko na jedno oko, w drugim oku występuje zgodna reakcja, ponieważ włókna nosowe siatkówki krzyżują się w skrzyżowaniu nerwu wzrokowego, docierając do przeciwległego jądra przedtektycznego. Ponadto projekcja każdego jądra przedtektalnego do obu jąder Edingera-Westphala przyczynia się do zgodnego odruchu źrenic w oku przeciwległym. Każde aktywowane jądro Edingera-Westphala jest odpowiedzialne za zwężenie źrenicy po tej samej stronie, a te stymulowane jądra razem umożliwiają wystąpienie obustronnego odruchu źrenic.

W słabym świetle włókna mięśniowe rozszerzacza źrenic kurczą się i rozszerzają uczeń. Włókna współczulne pozwojowe nerwu rzęskowego długiego unerwiają mięsień rozszerzający.