Appunti completi e dettagliati di tutte le lezioni di Neuroscienze

Il sistema visivo

Quando guardiamo un oggetto lo facciamo con due occhi e pertanto a livello periferico ci sono due immagini che vediamo contemporaneamente. Queste immagini nel nostro occhio sono capovolte e bidimensionali. Le informazioni con tali caratteristiche vengono ricostruite dalle cortecce, che le ricostruisce attivamente e ci permette di vedere.

Il nostro sistema visivo è formato da diverse componenti:

• Occhi

L'occhio è una struttura estremamente complessa: nella parte più esterna c'è un sistema di lenti che viene chiamato cornea e il suo tessuto è lo stesso della nostra pelle ma privo di pigmenti che lo rendono trasparente, la sua funzione è quella di far passare la radiazione luminosa (questo avviene solo se è liscia, se non lo è il soggetto soffre di astigmatismo) e di proteggere l'occhio. Poi c'è la pupilla, ossia un foro che fa entrare la luce. I nostri occhi cercano di mantenere costante

La quantità di luce che entra nel nostro occhio e lo fanno attraverso una serie di meccanismi che dilatano e restringono la pupilla. Subito sotto la pupilla c'è una grossa lente che è il cristallino, una struttura gelatinosa ed elastica, contattata dai muscoli ciliari che ne cambiano il diametro, in base alla distanza dell'oggetto che stanno guardando. Questa lente serve per proiettare la luce attraverso l'umor vitreo (serve a mantenere la forma dell'occhio), esattamente sulla retina, formata da neuroni e cellule nervose che traducono in codice neurale la luce. È il cristallino che capovolge l'immagine.

Esistono disturbi del cristallino come la miopia, dove il cristallino non fa ricadere esattamente la luce sulla retina ma prima, e l'ipermetropia, che la fa ricadere dopo.

La retina è formata da cellule disposte in strati:

• strato più superficiale -> ci sono le cellule ganglionari (si forma il potenziale d'azione)

che ricevono la luce e la trasformano in codice neurale per poi passarlo alle cellule ganglionari.

Il punto in cui vediamo meglio in assoluto si chiama fovea che è formata esclusivamente da coni (qui gli interneuroni sono spostati in modo tale da far arrivare direttamente la luce sui coni). Noi muoviamo gli occhi per far sì che l'immagine di ciò che stiamo guardando ricada direttamente sulla fovea (saccadi). La retina è fatta in questo modo perché coni e bastoncelli devono stare attaccati all'epitelio pigmentato, che si trova alla base della retina, perché produce sostanze

indispensabile per il loro metabolismo. L'epitelio pigmentato ha anche un'altra funzione: nell'uomo (essere diurno) quando entra tanta luce e i coni e i bastoncelli non riescono a tradurla e assorbirla a sufficienza l'epitelio pigmentato aiuta nell'assorbimento. Nei mammiferi notturni invece la riflette per far si che questi vedano meglio. pag. 27

● Coni e Bastoncelli

I coni sono più tozzi mentre i bastoncelli hanno una forma più allungata, e contengono più foto pigmenti. In entrambi c'è una parte più esterna dove ci sono i foto pigmenti che assorbono la luce. Sono formati poi da un corpo cellulare e infine una terminazione sinaptica dove viene prodotto e rilasciato il neurotrasmettitore sulle cellule ganglionari (saranno le cellule ganglionari a formare il potenziale d'azione). I foto pigmenti (pigmento sensibile alla luce) sono tutti formati da due diverse componenti: il retinale che si trova sia nei coni che nei bastoncelli.

Deriva dalla vitamina A e assorbe la luce che entra negli occhi; le opsine, che sono differenti nei coni (3 tipi) e nei bastoncelli (1 solo tipo). Non assorbono ma regolano il tipo di luce che viene assorbita dal retinale. La traduzione dello stimolo in codice neuronale prende il nome di fototraduzione.

In assenza totale di luce nei coni e nei bastoncelli ci sono canali ionici che sono aperti e fanno entrare lo ione sodio provocando una depolarizzazione. Questi canali sono tenuti aperti dalla proteina GMPciclico. Quando arriva la luce al fotopigmento, viene assorbita dal retinale che modifica la propria struttura accartocciandosi, cambiando la propria struttura si va ad attivare la proteina G (qui chiamata trasducina perché traduce) che si stacca dal retinale e va ad attivare un enzima che va a distruggere GMPciclico e i canali si chiudono provocando una iperpolarizzazione. Ecco che abbiamo trasformato la luce in codice neurale.

I coni e i bastoncelli passano poi l'informazione agli...

interneuroni inibitori e poi alle cellule ganglionari. Quando non c'è la luce i neurotrasmettitori (glutammato) rilasciati sono di più edunque gli interneuroni lavorano di più, inibendo le cellule ganglionari mentre quando c'è la luce, essendo che i neurotrasmettitori rilasciati sono di meno gli interneuroni lavorano meno e inibiscono di meno le cellule ganglionari. (I neurotrasmettitori permettono agli inibitori di funzionare) (risparmio energetico)

I bastoncelli contengono tantissimi foto pigmento ma di un unico tipo chiamato rodopsina. Il vantaggio di avere tanto foto pigmento è che riescono a rispondere anche con poca luce perché sono estremamente sensibili. Quando si attivano vanno ad agire sugli interneuroni e poi sulle cellule ganglionari.

Il sistema alla quale danno origine si chiama sistema convergente in quanto tanti bastoncelli vanno a convergere su un interneurone e tanti interneuroni vanno a convergere su una

La retina è composta da due tipi di fotorecettori: i bastoncelli e i coni.

I bastoncelli sono molto sensibili alla luce e sono responsabili della visione in condizioni di scarsa luminosità. Hanno un unico tipo di pigmento fotosensibile e inviano le informazioni a una singola cellula ganglionare. Un vantaggio dei bastoncelli è la capacità di sommare le informazioni anche derivanti da stimoli più deboli. Tuttavia, un svantaggio è che il nostro cervello non sa precisamente su quale bastoncello è caduta la luce.

I coni, invece, sono meno sensibili alla luce e funzionano meglio in condizioni di alta luminosità. Hanno tre diversi tipi di pigmento fotosensibile, chiamati opsine, che rispondono a diverse lunghezze d'onda della luce, permettendoci di vedere i colori. Un vantaggio dei coni è che il cervello sa con precisione su quale cono è caduta la luce. Tuttavia, un svantaggio è che se arriva uno stimolo troppo debole, questo sistema non viene attivato perché i coni sono poco sensibili.

Le cellule ganglionari sono quelle che, con il loro assone, portano le informazioni fuori dalla retina.

Sono fatti gli oggetti. La loro frequenza di scarico non è proporzionale all'intensità assoluta dello stimolo, ma piuttosto alla differenza di intensità esistente tra centro e periferia del campo recettivo.

Un'altra funzione è a seconda di quali cellule vengono attivate, le nostre cortecce possono localizzare spazialmente l'immagine che stiano guardando.

Dato che queste cellule ci permettono di rilevare i contrasti di luce nasce il fatto che tutto ciò che noi vediamo è permesso dal fatto che vediamo contrasti di luce, e una di queste conseguenze è che nel vedere gli oggetti, noi non attribuiamo la luminosità a quell'oggetto non solo sulla base della sua luminosità, ma sui contrasti di luce che ci sono nel nostro campo visivo. (Il mondo è una nostra interpretazione attiva: La stessa realtà cambia a seconda di ciò che ci sta intorno)

Abbiamo due famiglie di cellule ganglionari che svolgono

funzioni differenti:

1. Cellule M (magnocellulari) che sono molto grandi. Ma rappresentano solo un piccolissimo numero di cellule della retina. Si attivano con il movimento e ci permettono di localizzare nello spazio quel determinato oggetto.

2. Cellule P (parvocellulari) sono rappresentano la maggior parte delle cellule della retina. Rilevano la forma e i colori agli oggetti, esse svolgono la funzione principale della visione. Su queste cellule si genera il potenziale d'azione che porta poi l'informazione sulla visione al cervello lungo l'assone. C'è un punto della retina dove si uniscono tutti gli assoni delle cellule ganglionari della retina ed escono formando il nervo ottico (non arriva alle cortecce visive). In questo punto non ci sono coni e bastoncelli, infatti è stato chiamato punto cieco.

Nervo ottico: Prende origine dal punto cieco dall'occhio di Dx e di Sx, ha un andamento molto particolare tipico del sistema visivo: essendo il nostro occhio