L’occhio

La funzione fondamentale dell’occhio consiste nel catturare la luce e metterla a fuoco.

occhio umanoLa luce ha una duplice natura: essa è definita un’onda elettromagnetica, che può variare in frequenza e in lunghezza, oppure da una serie discreta di pacchetti di energia detti fotoni. Quando si determina la sensibilità del sistema visivo alla luce, come la soglia minima di detenzione alla luce, generalmente si fa riferimento alla luce in termini di fotoni. Nel caso si discuta di percezione di colori è naturale definire la luce in termini di lunghezza d’onda misurata in manometri (nm).

L’occhio umano è sensibile alle radiazioni elettromagnetiche aventi una lunghezza d’onda compresa tra 380 e 700 nm, poiché le curve di sensibilità spettrale dell’occhio umano dipendono dalla sensibilità dei fotopigmenti. La luce con lunghezza d’onda inferiore al minimo percettibile dall’occhio umano è definita ultravioletta. Il cristallino e la cornea assorbono fortemente quest’intervallo, impedendo alla luce UV di raggiungere la retina. Impedire a tale luce di raggiungere la retina è importante perché essa è assorbita da molte molecole organiche, compreso il DNA, per questo motivo la luce UV potrebbe causare danni retinici e cancro.

curve di sensibilità spettrale dell’occhio umano

L’occhio umano è sensibile alle lunghezze d’onda comprese tra 380 e 700 nm.

Gli occhi sono alloggiati nelle orbite del cranio, e ognuno si muove per mezzo di sei muscoli extraoculari inseriti nell’involucro più esterno dell’occhio (la sclera). Il globo oculare è protetto da depositi di grasso e da molti strati di tessuto conosciuto come palpebre. La rapida chiusura delle palpebre (ammiccamento) può accadere sia volontariamente sia involontariamente e ha la funzione di detergere e idratare la superficie dell’occhio. Una questione e come mai non siamo in grado di rilevare la chiusura delle palpebre?. Un’ipotesi propone che la percezione visiva sia soppressa durante quest’evento, in quanto l’intensità della luce necessaria per stimolare la retina nella situazione di ammiccamento deve essere 5 volte superiore che in condizioni normali. La soppressione della sensibilità durante l’ammiccamento chiarisce il motivo per cui l’oscurità che ne segue non è percepita, ma non è sufficiente a spiegare la continuità della percezione visiva. Studi con la PET hanno mostrato un’attivazione della corteccia parietale posteriore durante l’ammiccamento la quale è connessa con le aree corticali prefrontali responsabili della memoria di lavoro spaziale. Si crede quindi che l’attività della corteccia parietale posteriore sia importante per mantenere l’illusione di un’immagine continua colmando il momento di oscurità con sensazioni visive ottenute dalla memoria di lavoro.

Una membrana mucosa, detta congiuntiva, delinea la palpebra e si ripiega all’indietro per attaccarsi all’occhio. L’occhio ha una forma grossomodo sferica con un diametro di circa 2.5 cm. La sclera è composta da fibre di tessuto strettamente intrecciate di colore bianco. Nella parte anteriore dell’occhio, dove la superficie sporge all’esterno a formare la cornea le fibre della sclera sono disposte in modo regolare. Questa parte è trasparente e permette l’entrata della luce. La parte della sclera che invece circonda la corna, è detta il bianco dell’occhio. Oltre alla cornea, è situato un anello di muscoli denominato iride al centro del quale è presente un’apertura detta pupilla: il diametro pupillare controlla la quantità di luce che entra nell’occhio. L’iride controlla due bande di muscoli: il dilatatore (la cui contrazione allarga la pupilla) e lo sfintere (che ne riduce il diametro). Lo sfintere è innervato dal sistema nervoso parasimpatico (acetilcolina). Quando siamo interessati a qualcosa si manifesta un’inconscia estensione delle pupille, l’atropina blocca l’azione dell’acetilcolina causando quindi la dilatazione della pupilla.

 

Struttura dell'occhio umano

Struttura dell’occhio umano

 

Oltre la pupilla la luce attraversa la camera anteriore dell’occhio e si dirige verso il cristallino. La camera anteriore e piena di un liquido acquoso chiamato umore acqueo che trasporta ossigeno e sostanze nutrienti alle strutture che bagna, e rimuove le strutture di scarto. L’umore acqueo è costantemente riprodotto da un tessuto spugnoso che circonda il bordo della cornea (i corpi ciliari), e se il drenaggio è bloccato, la pressione all’interno dell’occhio aumenta, ciò può compromettere danni visivi permanenti come il glaucoma.

La cornea ed il cristallino deviano il percorso della luce, in modo tale che questa sia messa a fuoco sul fondo dell’occhio; la retina.

E’ possibile suddividere idealmente la retina in quadranti mediante una linea verticale immaginaria tracciata nel suo mezzo che la suddivide in emiretina nasale ed emiretina temporale. Ogni emiretina può venir a sua volta suddivisa in un quadrante dorsale e in un quadrante ventrale.

Il campo visivo è la parte del mondo esterno che viene vista dai due occhi in assenza di movimenti del capo. Supponiamo che le fovee di entrambi gli occhi fissino un sol punto nello spazio. L’emicampo sinistro proietterà le proprie immagini sull’emiretina nasale dell’occhio sinistro, e sull’emiretina temporale dell’occhio destro. L’emicampo destro proietterà sull’emiretina temporale dell’occhio sinistro, e sull’emiretina nasale dell’occhio destro.

La luce che proviene dalla zona centrale di entrambi gli occhi va a formare la zona binoculare. In ogni campo visivo esiste anche una zona monoculare. La luce che proviene dalla regione temporale dell’emicampo visivo colpirà soltanto l’emiretina nasale dell’occhio omonimo. La parte monoculare del campo visivo viene anche detta semiluna temporale.

Il disco ottico è la zona della retina da cui fuoriescono gli assoni delle cellule gangliari, non contiene fotorecettori ed è quindi insensibile alla luce.

La corrispondenza tra le diverse regioni del campo visivo e le rispettive immagini retiniche può sembrare complicata. Una prima complicazione è dovuta dal fatto che il cristallino inverte le immagine visive che proiettono sulla retina. La metà superiore viene proiettata sulla metà inferiore (o ventrale) della retina, ed al contrario la metà inferiore del campo visivo viene proiettata sulla metà superiore (o dorsale). Perciò una lesione della metà inferiore della retina di un occhio determina un deficit monoculare della metà superiore del campo visivo. Inoltre la zona binoculare proietta su parti diverse delle due retine (temporale e nasale) e ciò crea una seconda complicazione.

Dopo aver attraversato il cristallino la luce passa tramite la parte più importante dell’occhio, contenente una sostanza chiara e gelatinosa; lumore vitreo, prima di raggiungere la retina. Esso non è costantemente rigenerato, pertanto è possibile che al suo internoi si accumulino dei detriti, i quali formano delle piccole opacità galleggianti che possono compromettere la capacità visiva.

La retina è divisa in tre strati principali: lo strato delle cellule recettrici, delle bipolari e delle gangliari. I fotorecettori formano sinapsi con le cellule bipolari che a loro volta fanno sinapsi con le cellule gangliari ed i loro assoni si raggruppano e passano per lo strato delle bipolari e dei recettori, lasciando l’occhio in un punto detto disco ottico. In questo punto non è presente alcun recettore ciò causa un punto cieco che è riempito in un processo detto “riempimento” nel quale il sistema visivo riempie il vuoto al fine di generare una visione completa. Questo processo è mediato dai neuroni di V2 e V3. La retina include anche lo strato plessiforme interno caratterizzato dalle cellule amacrine (bipolare – gangliare) e lo strato plessiforme esterno (bipolare – fotorecettore) contenente le cellule orizzontali. Queste cellule trasmettono l’informazione in direzione parallela alla superficie della retina e combinano o sottraggono segnali dai fotorecettori adiacenti.

Retina

Schema della retina

Dietro la retina è disposto uno strato di epitelio pigmentato, in cui sono inseriti i segmenti esterni dei fotorecettori. Poiché i fotorecettori non sono in grado di provvedere alle proprie esigenze metaboliche, e molte di queste compresa la rigenerazione del pigmento visivo sono soddisfatte dalle cellule pigmentate. Infine troviamo la coroide molto ricca di vasi sanguigni. Questi ultimi due strati contengono il pigmento nero detto melanina, che ha funzione di assorbire la luce impedendo che essa si rifletta e disperda all’interno del globo oculare. Gli animali notturni come i gatti sono dotati di meccanismi opposti; al posto dello strato pigmentato essi hanno una superficie lucida detta, tappeto lucido che riflette la luce all’interno dell’occhio e sebbene ciò degradi la risoluzione dell’immagine, aumenta la probabilità che un fotone sia assorbito da un fotorecettore.

L’acuità visiva è misurata utilizzando le tavole di Snellen ed è riferita a una distanza visiva di 20 piedi (6 m) tra il soggetto e la tavola. Un’acuità visiva normale è riferita a 20/20.

 

tavola di Snellen

Tavola di Snellen.

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Dott. S.Aboudan