IL SISTEMA VISIVO
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IL SISTEMA VISIVO SISTEMA VISIVO • OCCHIO cattura la luce e la converte in segnali nervosi • VIE VISIVE trasmettono i segnali dall’occhio al cervello • AREE VISIVE DEL CERVELLO interpretano i segnali OCCHIO • Sclera • Coroide • Retina SCLERA • Strato più esterno • Fibre strettamente intrecciate notevole robustezza pressione interna dell’occhio doppia rispetto a quella esterna SCLERA • Bianca • Diversamente che nelle altre specie, è ben visibile nell’occhio umano mette in risalto la parte colorata (iride) SCLERA • Caso unico tra i primati • Poco esposta e dello stesso colore della pelle che circonda gli occhi SCLERA • Negli altri primati, mettere in mostra la direzione dello sguardo non è vantaggioso il contatto oculare diretto è un segnale di sfida e può scatenare reazioni aggressive SCLERA • Negli esseri umani, il contatto oculare favorisce comunicazione e cooperazione la forma ed il colore dell’occhio mettono in risalto la direzione dello sguardo DIREZIONE DELLO SGUARDO Contatto oculare con individuo attraente + Contatto oculare con individuo non attraente – Attività nelle aree cerebrali associate alle aspettative di ricompensa CORNEA • Nella parte anteriore dell’occhio, la sclera diventa trasparente e prende il nome di cornea CORNEA • Densità diversa rispetto a quella dell’aria i raggi luminosi che la colpiscono subiscono una rifrazione messa a fuoco COROIDE • Strato intermedio • Fitta rete di vasi sanguigni ossigenazione e nutrimento COROIDE • Grande quantità di pigmenti quasi neri assorbe la luce che la colpisce eliminando i riverberi all’interno dell’occhio e migliorando la qualità dell’immagine (come nelle macchine fotografiche) RETINA • Strato interno • Sensibile alla luce funzione visiva OCCHIO UMORE ACQUEO • Soluzione salina diluita • Forma dell’occhio • Ossigeno e nutrimento alle strutture circostanti • Eliminazione dei prodotti di scarto UMORE VITREO • Fluido di consistenza gelatinosa • Forma dell’occhio IRIDE • Parte colorata degli occhi • Membrana muscolare con funzione di diaframma • Azzurro diffonde soprattutto le lunghezze d’onda minori (blu) COLORE DELL’IRIDE • Pigmento che assorbe varie lunghezze d’onda Melanina TESSITURA DELL’IRIDE • Irregolare e casuale • Unica per ogni individuo Identificazione PUPILLA • Apertura centrale dell’iride • Diametro variabile 2 mm (molta luce) 8 mm (poca luce) PUPILLA • La quantità di luce che entra nell’occhio è direttamente proporzionale all’area della pupilla FUNZIONE DELLA PUPILLA NON Modulare la quantità di luce in ingresso MA Migliorare la messa a fuoco restringendosi quando l’illuminazione è sufficiente PUPILLA PICCOLA • Aumenta la profondità di campo il numero di oggetti posti a distanze diverse che risultano a fuoco PUPILLA GRANDE • Minore capacità di discriminare i dettagli compensata dalla migliore sensibilità ingresso di una maggiore quantità di luce nell’occhio DIMENSIONI DELLA PUPILLA Variabili di tipo cognitivo ed emotivo • • • • Concentrazione Interesse Attrazione Repulsione UOMINI DONNE PUPILLE DILATATE • Più attraenti • Indice di interesse CRISTALLINO • Lente situata dietro la pupilla • Devia i raggi luminosi convergere sulla retina MUSCOLO CILIARE • Modifica la curvatura del cristallino determinando in che misura i raggi luminosi sono deviati e dunque se sono messi a fuoco gli oggetti vicini o quelli lontani (accomodazione) ACCOMODAZIONE • Muscolo ciliare rilassato cristallino piatto oggetti lontani ACCOMODAZIONE • Muscolo ciliare contratto cristallino più sferico oggetti vicini DIFETTI DI RIFRAZIONE IPERMETROPIA • Insufficiente lunghezza del bulbo oculare o insufficiente curvatura della cornea • Immagini messe a fuoco dietro la retina • Oggetti lontani più nitidi di quelli vicini • Lenti convergenti DIFETTI DI RIFRAZIONE PRESBIOPIA • Perdita di elasticità del cristallino • Immagini messe a fuoco dietro la retina • Oggetti lontani più nitidi di quelli vicini • Lenti convergenti DIFETTI DI RIFRAZIONE MIOPIA • Eccessiva lunghezza del bulbo oculare o eccessiva curvatura della cornea • Immagini messe a fuoco davanti alla retina • Oggetti vicini più nitidi di quelli lontani • Lenti divergenti MIOPIA • Il meccanismo dell’accomodazione si è evoluto in un periodo in cui venivano osservati a lungo soprattutto oggetti posti a grandi distanze • Muscoli ciliari rilassati per la maggior parte del tempo MIOPIA • Alta incidenza dovuta al continuo sforzo di accomodazione tipico della cultura contemporanea più frequente in chi svolge occupazioni che richiedono molto lavoro da vicino MIOPIA Marinai dei sommergibili MIOPIA Microscopisti MIOPIA Studenti CRISTALLINO • Unico organo che cresce ininterrottamente per tutta la vita • Gli strati più interni sono i più vecchi e perdono progressivamente elasticità diminuisce la capacità di mettere a fuoco gli oggetti vicini CRISTALLINO • Unico tessuto trasparente • Circa 1000 strati di cellule viventi completamente trasparenti CRISTALLINO • Trasparenza programma di autodistruzione cellulare che viene interrotto poco prima del completamento cellule vive ma vuote, in grado di far passare la luce CRISTALLINO • Programma di autodistruzione distruzione dei nuclei e dei programmi genetici in essi contenuti le cellule danneggiate non possono rigenerarsi o ripararsi, ma devono durare per tutta la vita CRISTALLINO • Mancanza di meccanismi di riparazione vulnerabile a vari stress severa disidratazione, esposizione prolungata alla luce ultravioletta cataratta RETINA • Superficie interna • Fitto intreccio di vasi sanguigni RETINA • Strati RETINA • Fotorecettori cellule sensibili alla luce convertono i segnali luminosi in segnali elettrici RETINA • Cellule bipolari raccolgono i segnali provenienti dai recettori li trasmettono alle cellule gangliari RETINA • Cellule gangliari con i loro assoni costituiscono le fibre del nervo ottico RETINA • Connessioni orizzontali tra aree anche distanti della retina cellule orizzontali e cellule amacrine RETINA • Fotorecettori posti in fondo alla retina nei vertebrati per raggiungerli la luce deve prima attraversare tutti gli altri strati LUCE RETINA • La retina è abbastanza sottile e le cellule che la compongono talmente trasparenti gran parte della luce riesce a raggiungere i recettori LUCE RETINA • Particolare struttura assoni delle cellule gangliari raccolti in un fascio (nervo ottico) attraversano, perforandolo, lo strato dei fotorecettori macchia cieca (o disco ottico o papilla ottica) nel campo visivo MACCHIA CIECA • Assenza di recettori la luce che la colpisce non viene percepita • Meccanismi di compensazione informazioni dalle aree retiniche circostanti e informazioni dall’altro occhio VASI SANGUIGNI • Creano ombre lunghe, sottili e ramificate • Si spostano insieme all’occhio le loro ombre cadono sempre sugli stessi punti della retina e diventano invisibili tutto ciò che rimane immobile sulla retina scompare in pochi secondi RETINA • Struttura appoggiata, ma non saldamente ancorata, sulla coroide malattie, traumi, tumori distacco della retina NO FOVEA • In corrispondenza del fuoco del cristallino • Immagine dell’oggetto fissato FOVEA • Retina particolarmente sottile le cellule di connessione che raccolgono i segnali provenienti dai recettori di questa zona sono spostate lateralmente circondano la fovea, anziché ricoprirla FOTORECETTORI CONI BASTONCELLI CONI • Visione in condizioni di elevata illuminazione • Colori e dettagli BASTONCELLI • Visione in condizioni di scarsa illuminazione • Sensibili a livelli molto bassi di luminosità FOTORECETTORI Differenze funzionali tra coni e bastoncelli • Studi clinici • Studi comparativi STUDI CLINICI ASSENZA DEI CONI • Visione normale solo con luce fioca • Normali livelli di luminosità dolore • Discriminazione dei dettagli scarsa • Visione dei colori assente ASSENZA DEI BASTONCELLI • Debole illuminazione pazienti praticamente ciechi X X STUDI COMPARATIVI • Esseri umani, cani, gatti, ratti, scimmie sia coni che bastoncelli STUDI COMPARATIVI • Animali attivi di giorno soltanto coni STUDI COMPARATIVI • Animali attivi di notte soltanto bastoncelli FOTORECETTORI CONI • 7 milioni • Particolarmente numerosi nella fovea • Diminuiscono allontanandosi da essa FOTORECETTORI BASTONCELLI • 120 milioni • Aumentano allontanandosi dalla fovea TERZO FOTORECETTORE • Classe speciale di cellule gangliari • Sensibili al livello globale di luce costrizione della pupilla e regolazione dei ritmi circadiani pazienti con coni e bastoncelli degenerati, inconsapevoli degli stimoli luminosi COME FUNZIONANO • Pigmento visivo molecola composta di due parti si separano quando sono colpite dalla luce energia segnale elettrico RIGENERAZIONE • 10 minuti per i coni • 30 minuti per i bastoncelli adattamento al buio SENSIBILITÀ DEI PIGMENTI BASTONCELLI • 500 nm (blu-verde) SENSIBILITÀ DEI PIGMENTI CONI • 550 nm (giallo-verde) giubbotti di salvataggio e uniformi di chi lavora sul ciglio della strada IMMAGINI • Occhio camera oscura INFORMAZIONE VISIVA • Stimolazione dei fotorecettori segnali nervosi cellule gangliari nervo ottico cervello VIE VISIVE • Emiretine nasali (rosso) chiasma ottico corpo genicolato laterale corteccia cerebrale Occhio emisfero controlaterale VIE VISIVE • Emiretine temporali (blu) corpo genicolato laterale corteccia cerebrale Occhio emisfero ipsilaterale LESIONE GIOVANE? BELLO? SESSO? FELICE? GIOVANE BELLO SESSO FELICE CORTECCIA VISIVA • Centinaia di milioni di cellule disposte in 6 strati • Lobo occipitale CORTECCIA VISIVA • Regioni della retina rappresentate ordinatamente in precise regioni della corteccia RETINOTOPIA • Distruzione di una specifica regione corticale cecità limitata ad una certa area del campo visivo MAGNIFICAZIONE • Rappresentazione distorta una vastissima porzione della corteccia (circa 2/3) dedicata all’elaborazione delle informazioni provenienti dalla fovea MAGNIFICAZIONE CORTECCIA VISIVA PRIMARIA • Striata, area 17, V1 • Riceve direttamente i segnali provenienti dal corpo genicolato laterale • Trasmette le informazioni ad altre aree corticali CORTECCIA VISIVA PRIMARIA • Combina le informazioni provenienti dai due occhi • Estrae le informazioni relative a caratteristiche semplici orientamento dello stimolo e direzione del movimento DUE VIE VIA VENTRALE • Più recente • Primati VIA DORSALE • Più antica • Mammiferi • Colore, dettagli • Figura/sfondo, posizione, profondità, movimento • Sensibile al contrasto, veloce • Cosa? • Percezione (visione conscia) • Dove? • Azione (visione inconscia) • Oggetti ALTRE AREE VISIVE • Meno conosciute • Colore, profondità, movimento • Integrazione delle informazioni dalle diverse aree? ACROMATOPSIA CEREBRALE • Perdita completa della percezione del colore • Assenza del ricordo dei colori percepiti precedentemente alla lesione ACROMATOPSIA CEREBRALE • Danno in un solo emisfero • Emiacromatopsia ACINETOPSIA • Incapacità di percepire il movimento ACINETOPSIA
