Structura și funcția

Sistemul vizual și calea

Cornea

Corneea este prima parte anterioară a ochiului care refractează lumina și ajută la transferul semnalelor neuronale către creier prin calea vizuală. În timp ce interfața aer-cornee este responsabilă pentru aproximativ 65% din puterea de refracție totală a ochiului, puterea corneei are un focus fix.

Iris și elev

Irisul este secțiune colorată situată posterior de camera anterioară a ochiului. Înconjoară deschiderea cunoscută sub numele de pupilă și permite luminii să treacă prin gaură și să ajungă la retină pentru fototransducție. Pupila fie se constrânge, fie se dilată pentru a răspunde la lumină și aproape de stimuli. Sfincterul pupilar și mușchii dilatatori sunt cei doi mușchi involuntari ai irisului care sunt necesari pentru a controla cantitatea de lumină care călătorește către retină. Imaginile afișate pe retină sunt cu susul în jos și înapoi.

Obiectivul

Obiectivul și mușchiul ciliar vecin sunt responsabile pentru acomodarea și focalizarea luminii pe retină de la distanțe diferite. Reflexul de acomodare apare atunci când contracția mușchiului ciliar duce la relaxarea fibrelor zonulare atașate lentilei. Ca urmare, forma lentilei devine mai sferică, crescându-i grosimea axială și puterea dioptrică și readucând focalizarea, care este inițial în spatele retinei, pe retină. Mușchiul ciliar primește intrări parasimpatice de la nervul ciliar scurt, iar contracția acestuia permite ochiului să se acomodeze cu obiecte mai apropiate. Când mușchiul ciliar se relaxează, o creștere a tensiunii zonulare determină aplatizarea lentilei și scăderea puterii sale dioptrice. Capacitatea de acomodare scade progresiv odată cu vârsta. Presbiopia este o afecțiune obișnuită în populația îmbătrânită, unde cristalinul devine mai dens și mai rigid. Datorită capacității sale reduse de a schimba forma, obiectivul nu se mai poate concentra asupra obiectelor mai apropiate.

Retină

Când lumina ajunge la retină, trebuie să treacă inițial prin mai multe straturi retiniene înainte de a interacționa cu tije și conuri în segmentele exterioare ale fotoreceptorului. Acești doi fotoreceptori traduc semnalul luminos într-un mesaj bioelectric. După absorbția fotonului, tijele și conurile activate conduc la inițierea unei cascade de fototransducție și duc la hiperpolarizarea celulară, care scade eliberarea glutamatului de neurotransmițător din fotoreceptoare. Receptorii glutamatului de pe celulele bipolare propagă semnale către celulele ganglionare, care au axoni în stratul de fibre ale nervului retinian care călătoresc prin nervul optic.

Nervul optic, chiasma și tractele

nervul optic al fiecărui ochi este compus dintr-un grup de axoni nemielinați ai celulelor ganglionare ale retinei care ies din discul optic. Absența fotoreceptorilor retinieni în discul optic duce la un punct orb în câmpul vizual al fiecărui ochi. Nervul optic trece posterior de pe disc printr-o structură asemănătoare plaselor cunoscută sub numele de lamina cribrosa, după care devine mielinizată de oligodendrocite.

Nervii optici care călătoresc de la ambii ochi se întâlnesc la chiasma optică anterioară glandei pituitare. Fibrele nervoase continuă după chiasma optică ca tractele optice. Fibrele retiniene care provin din partea nazală a fiecărui ochi decusează la nivelul chiasmei optice în tractul optic contralateral, în timp ce fibrele retiniene din partea temporală a fiecărui ochi nu se încrucișează, ci în schimb trec prin tractul optic ipsilateral; astfel, fiecare tract optic este compus din fibrele temporale ipsilaterale și fibrele nazale contralaterale. Această decuzare a fibrelor nazale, dar nu și a retinei, permite procesarea jumătății drepte a câmpului vizual de către emisfera cerebrală stângă și a jumătății stângi a câmpului pentru a merge spre emisfera dreaptă.

Lateral Nucleul geniculat

Majoritatea fibrelor tractului optic se sinapsează în nucleul geniculat lateral ipsilateral (LGN) al talamusului pentru procesarea imaginilor. Un număr mic de fibre ale tractului optic ajung la nucleul pretectal din creierul mediu în loc de LGN și participă la reflexul luminos pupilar. Axonii LGN se îndreaptă spre calcarina (cunoscută și sub numele de striat) cortex sub forma a două fascicule numite radiații temporale și parietale. Radiațiile temporale, cunoscute și sub numele de bucla lui Meyer, sunt fibre care transmit informații din câmpul vizual superior contralateral. Radiațiile parietale, cunoscute și sub numele de bucla Baum, sunt fibre care transportă informații din câmpul vizual inferior contralateral.

Calcarine Cortex

Semnalul electrochimic ajunge în cele din urmă la cortexul calcarin (zona Brodmann 17), care este cortexul vizual primar din lobul occipital. Informațiile vizuale sunt procesate în continuare de cortexul vizual de ordin superior pentru a identifica un obiect.

Reflexele și calea luminii pupilare

Calea reflexului luminii pupilare este similară cu calea vizuală; cu toate acestea, fibrele tractului optic implicate în reflexele luminoase pupilare se termină la nivelul nucleului pretectal din creierul mediu și nu la nivelul LGN al talamusului. Fibrele aliniate nazal decussează la chiasma optică și transferă semnalul către nucleul pretectal contralateral, în timp ce fibrele aliniate temporar transmit informațiile către nucleul pretectal ipsilateral.

Când fiecare nucleu pretectal se proiectează bilateral și se sinapsează în ambii nuclei Edinger-Westphal (nervul cranian III), nucleii Edinger-Westphal activați încep membrul eferent al reflexului prin generarea potențialelor de acțiune. Axonii acestor neuroni parasimpatici preganglionari trimit semnalele de-a lungul nervului oculomotor către fibrele nervoase post-ganglionare ale ganglionului ciliar. Ulterior, nervii ciliari scurți care apar din ganglionul ciliar stimulează mușchiul sfincterului pupilar și provoacă constricție pupilară. Chiar și atunci când lumina este strălucită într-un singur ochi, apare un răspuns consensual în celălalt ochi, deoarece fibrele retiniene nazale se încrucișează în chiasma optică pentru a ajunge la nucleul pretectal contralateral. De asemenea, proiecția fiecărui nucleu pretectal către ambii nuclei Edinger-Westphal contribuie la reflexul pupilar consensual în ochiul contralateral. Fiecare nucleu Edinger-Westphal activat este responsabil de constricția pupilară ipsilaterală, iar acești nuclei stimulați împreună permit să apară reflexul pupilar bilateral.

În lumina slabă, fibrele musculare dilatatoare pupilare se contractă și lărgesc dimensiunea elev. Fibrele simpatice postganglionare din nervul ciliar lung inervează mușchiul dilatator.