La visione è lo speciale senso della vista che si basa sulla trasduzione degli stimoli luminosi ricevuti attraverso gli occhi. Gli occhi si trovano all’interno di entrambe le orbite del cranio. Le orbite ossee circondano i bulbi oculari, proteggendoli e ancorando i tessuti molli dell’occhio (Figura 8.33). Le palpebre, con le ciglia ai loro bordi d’attacco, aiutano a proteggere l’occhio dalle abrasioni bloccando le particelle che possono atterrare sulla superficie dell’occhio. La superficie interna di ogni coperchio è una sottile membrana nota come congiuntiva palpebrale., La congiuntiva si estende sulle aree bianche dell’occhio (la sclera), collegando le palpebre al bulbo oculare. Le lacrime sono prodotte dalla ghiandola lacrimale, situata sotto i bordi laterali del naso. Le lacrime prodotte da questa ghiandola fluiscono attraverso il dotto lacrimale fino all’angolo mediale dell’occhio, dove le lacrime scorrono sulla congiuntiva, lavando via le particelle estranee.
Figura 8.33. L’occhio nell’orbita L’occhio si trova all’interno dell’orbita e circondato da tessuti molli che proteggono e supportano la sua funzione., L’orbita è circondata da ossa craniche del cranio.
L’occhio stesso è una sfera cava composta da tre strati di tessuto. Lo strato più esterno è la tunica fibrosa, che include la sclera bianca e la cornea chiara. La sclera rappresenta cinque sesti della superficie dell’occhio, la maggior parte dei quali non è visibile, sebbene gli esseri umani siano unici rispetto a molte altre specie nell’avere così tanto del “bianco dell’occhio” visibile (Figura 8.34). La cornea trasparente copre la punta anteriore dell’occhio e consente alla luce di entrare nell’occhio., Lo strato intermedio dell’occhio è la tunica vascolare, che è composta principalmente dalla coroide, dal corpo ciliare e dall’iride. La coroide è uno strato di tessuto connettivo altamente vascolarizzato che fornisce un apporto di sangue al bulbo oculare. La coroide è posteriore al corpo ciliare, una struttura muscolare che è attaccata alla lente da fibre di zonule. Queste due strutture piegano l’obiettivo, permettendogli di focalizzare la luce sulla parte posteriore dell’occhio. Sovrapponendo il corpo ciliare e visibile nell’occhio anteriore, è l’iride—la parte colorata dell’occhio., L’iride è un muscolo liscio che apre o chiude la pupilla, che è il foro al centro dell’occhio che consente alla luce di entrare. L’iride restringe la pupilla in risposta alla luce intensa e dilata la pupilla in risposta alla luce fioca. Lo strato più interno dell’occhio è la tunica neurale, o retina, che contiene il tessuto nervoso responsabile della fotorecezione. L’occhio è anche diviso in due cavità: la cavità anteriore e la cavità posteriore. La cavità anteriore è lo spazio tra la cornea e la lente, tra cui l’iride e il corpo ciliare., È riempito con un fluido acquoso chiamato umore acqueo. La cavità posteriore è lo spazio dietro la lente che si estende al lato posteriore del bulbo oculare interno, dove si trova la retina. La cavità posteriore è riempita con un fluido più viscoso chiamato umore vitreo.
Figura 8.34. Struttura dell’occhio La sfera dell’occhio può essere divisa in camere anteriori e posteriori. La parete dell’occhio è composta da tre strati: la tunica fibrosa, la tunica vascolare e la tunica neurale., All’interno della tunica neurale è la retina, con tre strati di cellule e due strati sinaptici in mezzo. Il centro della retina ha una piccola rientranza nota come fovea.
La retina è composta da diversi strati e contiene cellule specializzate per l’elaborazione iniziale di stimoli visivi. I fotorecettori (bastoncelli e coni) cambiano il loro potenziale di membrana quando sono stimolati dall’energia luminosa (Figura 8.35). Le aste sono fotorecettori per la visione in bianco e nero perché sono sensibili solo alla presenza di luce, non alle lunghezze d’onda del colore. I coni, tuttavia, sono per la visione dei colori., Poiché i coni richiedono una luce intensa per funzionare, solo le aste ci permettono di vedere in penombra. Gli assoni dei neuroni nella retina si uniscono per formare il disco ottico e lasciare l’occhio come il nervo ottico (vedi Figura 8.34). Poiché questi assoni passano attraverso la retina, non ci sono fotorecettori nella parte posteriore dell’occhio, dove inizia il nervo ottico. Questo crea un “punto cieco” nella retina e un punto cieco corrispondente nel nostro campo visivo.
Al centro esatto della retina c’è una piccola area nota come fovea., Alla fovea, la retina manca delle cellule di supporto e dei vasi sanguigni e contiene solo fotorecettori. Pertanto, l’acuità visiva, o la nitidezza della visione, è maggiore nella fovea. Lo stimolo visivo nel mezzo del campo visivo cade sulla fovea ed è nel fuoco più acuto. Senza spostare gli occhi da quella parola, notare che le parole all’inizio o alla fine del paragrafo non sono a fuoco. Le immagini nella tua visione periferica sono focalizzate dalla retina periferica e hanno bordi vaghi e sfocati e parole che non sono chiaramente identificate., Di conseguenza, gran parte della funzione neurale degli occhi riguarda lo spostamento degli occhi e della testa in modo che importanti stimoli visivi siano centrati sulla fovea.
Figura 8.35. Fotorecettori (a) Tutti i fotorecettori hanno segmenti interni contenenti il nucleo e altri importanti organelli e segmenti esterni con matrici di membrana contenenti le molecole di opsina fotosensibili. I segmenti esterni dell’asta sono forme colonnari lunghe con pile di dischi legati alla membrana che contengono il pigmento di rodopsina., I segmenti esterni del cono sono forme corte e coniche con pieghe di membrana al posto dei dischi nelle aste. (b) Il tessuto della retina mostra uno strato denso di nuclei dei bastoncelli e dei coni. LM × 800. (Micrografo fornito dai Reggenti della University of Michigan Medical School © 2012)
Messa a fuoco della luce sulla retina
La retina, dove si trovano i fotorecettori, si trova nell’aspetto posteriore dell’occhio., Affinché la retina trasmetta le informazioni più appropriate al cervello, i raggi di luce devono atterrare sulle cellule retiniche a fuoco e con intensità appropriata. La cornea, la pupilla (il centro dell’iride) e la lente sono responsabili del soddisfacimento di questi requisiti.
Quando la luce si sposta da un mezzo (come l’aria) in un altro mezzo (come la cornea o la lente) i raggi vengono rifratti o piegati (Fig. 8.36). Poiché sia la cornea che la lente hanno superfici curve, rifrangono alcuni dei raggi di luce che entrano nell’occhio., In tal modo, comprimono l’immagine di ciò che vediamo in modo che una grande quantità di informazioni visive possa essere elaborata da una piccola quantità di tessuto retinico. La cornea rifrange più luce della lente perché la sua superficie è più curva, ma la lente ha la capacità di cambiare la sua forma, e quindi mettere a punto la quantità di rifrazione necessaria per focalizzare i raggi di luce sulla retina. Questo processo è noto come alloggio.
Figura 8.36. La rifrazione dei raggi di luce mentre passano da un mezzo all’altro (a), come attraverso la cornea e la lente (b)., Questo lavoro di Cenveo è distribuito sotto licenza Creative Commons Attribution 3.0 United States (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/us/).
L’accomodazione comporta la contrazione e il rilassamento dei muscoli ciliari per cambiare la forma della lente. La lente cambia forma in risposta ai cambiamenti di tensione dei muscoli ciliari sui legamenti sospensivi (chiamati anche zonule) che tengono la lente in posizione. Quando i muscoli ciliari si contraggono, i legamenti sospensivi sono meno insegnati, causando la lente a diventare leggermente più sferica e rifrangere la luce di più., Questo è ciò che accade quando gli oggetti che vengono visualizzati sono vicini o spostati più vicino. La luce proveniente da oggetti che sono lontani non richiede tanto rifrazione e sono visti con i muscoli ciliari rilassati e più tensione sulla lente, che lo rende più oblungo (Fig. 8.37). La relazione tra i muscoli ciliari e l’insegnamento dei legamenti sospensivi è controintuitiva per la maggior parte degli individui, ma l’occhio ha un’anatomia unica che porta a questa relazione (Video 8.1).,
Insieme alla sistemazione della lente quando gli oggetti sono vicini, la pupilla tende anche a restringersi per consentire a meno luce periferica di entrare nella camera posteriore dell’occhio. In tal modo, gli oggetti possono essere visualizzati in modo più nitido. La pupilla si restringe anche quando le condizioni sono luminose e si dilatano in condizioni di scarsa illuminazione. In questo modo la retina può ricevere una quantità adeguata di luce per attivare i suoi fotorecettori senza sbiancarli con troppa luce.
Figura 8.37. Sistemazione dell’obiettivo con visione lontana e vicina. Questo lavoro di Cenveo è distribuito sotto licenza Creative Commons Attribution 3.0 United States (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/us/).
Cambiamenti nella visione
A volte le strutture dell’occhio non rifrangono la luce in modo appropriato, in modo tale che si concentra davanti (miopia) o dietro (ipermetropia) la retina., Questo può accadere, ad esempio, quando l’occhio non è perfettamente rotondo. Al fine di correggere le anomalie nella rifrazione della luce, occhiali o lenti a contatto possono essere aggiunti al sistema per focalizzare meglio la luce sulla retina e migliorare la visione.
Figura 8.38. Correzione delle anomalie nella rifrazione della luce nell’occhio. Questo lavoro di Cenveo è distribuito sotto licenza Creative Commons Attribution 3.0 United States (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/us/).
La normale rifrazione della luce porta alla convergenza dei raggi di luce sulla retina (a)., Nel caso dell’ipermetropia, i raggi di luce si concentrano dietro la retina. Questo viene corretto utilizzando una lente convessa per iniziare a piegare la luce prima che raggiunga la cornea (b). Nel caso della miopia, i raggi di luce si concentrano davanti alla retina. Questo viene corretto utilizzando una lente concava per divergere i raggi di luce prima che raggiunga la cornea (c).