Il sistema visivo

La struttura dell'occhio umano

Posteriormente, a travestire tutte la parte posteriore dell'occhio, abbiamo la retina, un rivestimento color giallo-arancio. Se una malattia colpisce la retina e interessa anche i neuroni che la compongono, quindi sarà un problema a livello nervoso. La retina ha inoltre un peculiare colore arancione, dato dalla vitamina A, la stessa che dà il colore alle carote.

L'iride è un muscolo collegato alla pupilla: il sistema simpatico fa dilatare la pupilla al buio, mentre quello parasimpatico la fa contrarre al buio.

Nella zona più profonda della retina troviamo i coni, bastoncelli, in verde, e i coni, in blu. Coni e bastoncelli formano sinapsi con due cellule, le bipolari, formate da un corpo cellulare e due bastoncelli, uno verso l'alto, verso i coni, e uno verso il basso, a formare collegamenti con le cellule gangliari, i neuroni della retina, e sono capaci di creare potenziale. Le sinapsi che si formano vengono circondate dalle cellule amacrine e i loro assoni.

sonomolto mielinizzati, circondati damoltissimi oligodendrociti.
Le cellule gangliari sono organizzate inmodo da far passare la luce, checolpisce così coni bastoncelli, che perfotorecettori,questo sono detti poiché sioccupano di questo processo, detto fototrasduzione. Essa è il processo ditrasduzione della luce in segnaleelettrico, diventando potenzialed’azione.
Per quanto riguarda la luce, essa è unaradiazione elettromagnetica i cuiparametri fondamentali da considerare sono la frequenza e la lunghezzadell’onda. Quest’ultima è un parametro molto importante per quanto riguardala visibilità della luce. Quella visibile agli uomini ha una lunghezza compresa tra400 nm e 700 nm (nanometri). Al di fuori della sezione della luce visibile,troviamo altri tipi di luce che l’uomo puòmanipolare ma non vedere.
Oltre che dalla lunghezza d’onda, i coloridipendono anche da coni e bastoncelli, masoprattutto coni, che hanno la

Le proprietà di assorbimento della luce di una determinata lunghezza d'onda sono caratteristiche dei coni presenti nella retina. Esistono coni sensibili al colore blu-violetto, che assorbono e codificano la luce che percepiamo come blu. Ci sono anche coni sensibili al colore blu-verde e al colore rosso. Quindi, già a livello della retina abbiamo strutture capaci di percepire i colori. La percezione del colore a livello della retina è tricromatica, quindi percepiamo il verde, il blu e il rosso o una miscela di questi colori (i daltonici non sono in grado di assorbire la luce di una determinata frequenza).

I coni e i bastoncelli hanno la capacità di assorbire la luce grazie alla presenza di una sostanza chiamata rodopsina (composta da rodos, che significa rosso, e opsina, una proteina), che è colorata di arancione. È la rodopsina che determina il tipo di luce che i coni possono assorbire. La differenza con i bastoncelli è che questi ultimi hanno un solo tipo di rodopsina, che assorbe la luce "grigia", ovvero quella che percepiamo come bianco e nero.

la notte.Coni = visione in alte condizioni di luminosità.Bastoncelli = visione in basse condizioni di luminosità. Quindi sono più sensibili alla luce.

Quando la rodopsina assorbe la luce, essa si scinde nei suoi due costituenti, la vitamina A e l’opsina. Quando avviene questa scissione si attiva la trasducina, che a sua volta attiva il GMP ciclico fosfodiesterasi, che distrugge il GTP (guanosintrifosfato), staccando due gruppi fosfato, trasformandolo in GMP ciclico (guanosin monofosfato).

Luce < fotorecettori < rodopsina si spezza < trasducina < GMP ciclico fosfodiesterasi < trasforma GTP in cGMP. In condizione di poca luce i canali per il Na+ sono aperti dal cGMP. In questo modo entra per gradiente di concentrazione all’interno dei fotorecettori. Potenziale di membrana depolarizzato.

Alla luce invece i canali sono chiusi. Potenziale di membrana iperpolarizzato.

Parte due

Luce: radiazione elettromagnetica, un’onda che si propaga nello spazio ed ha

creste, avvallamenti e le sue misure principali sono lunghezza, ampiezza e frequenza. La luce arriva alla retina, viene riflessa dal cristallino (lente biconvessa) e la rifrange sulla retina. Le immagini che noi vediamo, quindi, sono il riflesso a specchio del mondo esterno. Buio: membrana di coni e bastoncelli i canali del Na sono aperti, in questo modo i due sono depolarizzati. Luce: chiusi i canali del Na tramite la foto trasduzione, trasmissione della luce tramite i canali per Na, quindi sono iperpolarizzati. GTP > cGMP oscurità GTP > cGMP > GMP luce Nello strato plessiforme interno possiamo notare che i coni/bastoncelli formano sinapsi con cellule gangliari che terminano con due tipo di cellule: bipolare ON, bipolare OFF, che si legano tramite sinapsi a cellule del loro stesso tipo. Il neurotrasmettitore di coni/bastoncelli è il glutammato, che viene rilasciato in minor quantità nel momento in cui la cellula è iperpolarizzata a causa della luce.situazione di luce: Glutammato > cellule ON: recettore metabotropico (esternamente al canale ionico, innescano reazioni che aprono un canale ionico) è meno attivo, in questo caso c'è un comportamento d'eccezione del glutammato, che nel sistema nervoso visivo con recettori metabotropici ha un effetto inibitorio: produce proteine G inibitorie, che sono meno attive poiché c'è poco Glutammato. I canali ionici sono meno inibiti. Doppia inibizione: eccitazione e depolarizzazione delle cellule ON. Questo meccanismo spiega perché pur essendo inibite in presenza di luce le cellule del sistema visivo permettono di vedere. Glutammato > cellule OFF: recettore ionotropico meno attivo, si apre meno ed aprono meno canali per il Na, in questo caso il Glutammato è come da prassi di tipo eccitatorio. A causa dell'entrata di poco Na, la cellula è iperpolarizzata. Questo sistema ci permette di vedere i contrasti di luce. Campo

recettivo: porzione di spazio in cui la presenza di luce modifica lo stato elettrico (eccitazione, nel caso delle cellule ON, inibizione nel caso delle cellule OFF) di una cellula retinica. I campi recettivi delle cellule retiniche hanno forma circolare (cerchi concentrici, luce-buio).

Esempi di luce:

1. Condizione A: centro luminoso, periferia buia. Vediamo tutto ciò che sta all'interno dello spazio luminoso, ma finché stanno in periferia non riusciamo a vederle.
2. Condizione B: totalmente luminoso. Non si riesce a vedere nulla poiché si è in assenza di contrasto.

Parte tre

Usciamo dall'occhio per proseguire il nostro viaggio sino al sistema nervoso, dove l'immagine catturata dalla retina verrà elaborata e trasformata in un potenziale. Gli assoni delle cellule gangliari della retina, uscendo dall'occhio, formano uno dei nervi cranici, il nervo ottico. Ma prima bisogna vedere come le radiazioni luminose cadono nella retina. Se un oggetto si

trova nel campo visivo destro verrà percepito sia dal lato nasale dell'occhio destro e dal lato temporale della retina dell'occhio sinistro, viceversa quello nel lato sinistro. Gli assoni delle cellule gangliari dei lati nasali della retina si incrociano e passano dal lato opposto. Alla base del cervello, circa sopra il naso, avviene quindi questo incrocio; nel frattempo gli assoni delle porzioni temporali non si incrociano, bensì proseguono dritti. L'incrocio prende il nome di chiasma ottico, dal greco, che significa "incrocio", ed è una zona in cui gli assoni mielinizzati si incrociano. Dopo l'incrocio questa sezione prende il nome di tratto ottico, e ne abbiamo uno a destra e uno a sinistra. Sinistra: assoni della retina nasale dell'occhio destro + assoni della parte temporale sinistra. Destro: assoni porzione nasale sinistra + assoni parte temporale destra. Arrivati al tratto ottico gli assoni si fermano e formano sinapsi nel talamo, una

struttura ovoidale abbastanza grossa, che contiene milioni di neuroni, con specifiche strutture all'interno: nucleo genicolato laterale. Gli assoni del nucleo talamico hanno una traiettoria arcuata, che si dirigono posteriormente verso il lobo occipitale, nella corteccia visiva primaria. Qui avviene la codifica più sofisticata del potenziale che deve trasformarsi in visione. Alcuni esempi di come lesioni indeterminate parti del percorso della visione possono influenzare il modo in cui vediamo.

1. Danneggiato il Nervo ottico destro -> perdita della visione da un occhio.
2. Lesione che distrugge il Chiasma -> visione a tunnel, non si vedono le porzioni esterne di spazio.
3. Lesioni post chiasmatiche che colpiscono assoni del tratto ottico o assoni talamici che arrivano alla corteccia -> disturbo della visione parziale, con metà del campo visivo cieca, la metà opposta rispetto a dove c'è la lesione.

La corteccia visiva primaria è detta anche

corteccia visiva striata, poiché al microscopio appare con delle striature. Oltre a quella primaria, ad anelli successivi ci sono le cortecce visive secondarie, o di ordine superiore, e se le seguiamo procediamo verso il lobo temporale. Questo ci permette di capire che la visione non si esaurisce solo nel lobo occipitale, ma una parte dell’elaborazione viene fatta anche in altre zone. Una volta che si arriva alla corteccia primaria, i campi percettivi, che a livello delle cellule avevano forme concentriche, sommandosi acquisiscono una forma verticale lineare. I neuroni della corteccia visiva si dispongono gli uni sopra gli altri formando delle colonne, ognuna delle quali risponde selettivamente che ha forma verticale ma con un preciso orientamento. Vi è, quindi, una specializzazione estrema. Perpendicolari alle colonne di orientamento troviamo le colonne di dominanza oculare, i cui neuroni rispondono in maniera alternata a stimoli provenienti da occhio destro e sinistro.

entrambe sono plastiche. Queste colonne permettono di trasformare le "barrette luminose" verticali in vere e proprie forme.

La corteccia V5, confine estremo tra lobo occipitale e temporale, ed ha un'estrema specializzazione e capta soltanto stimoli visivi solo se si muovono lungo il campo visivo. Se vi è un malfunzionamento si perde completamente la vista degli oggetti in movimento.

La corteccia fusiforme, posta nella zona occipito temporale, è quella adibita al riconoscimento dei volti; se viene danneggiata provoca la prosopagnosia, l'impossibilità di riconoscere visivamente un volto.