La fisiologia della visione

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1 La fisiologia della visione Fisiologia della visione L organo deputato alla visione è la retina che ricopre la parte interna del polo posteriore dell occhio e al suo interno troviamo i fotorecettori di 2 tipi Coni Bastoncelli Fisiologia della visione Coni Sono deputati alla visione diurna o fotopica e dei colori. Si trovano esclusivamente nella macula e calano di numero fino a 9 mm dove ne troviamo pochissimi Nella retina si trovano in numero di 6-7 milioni Fisiologia della visione Bastoncelli Sono deputati alla visione notturna o scotopica sono presenti in tutta la retina tranne che nella macula dove non sono se ne trovano. Il loro numero è supera i 110 milioni Fisiologia della visione CONI Perché un cono si ecciti e richiesto un certo livello di luce. Ognuno dei 3 tipi è collegato singolarmente alle fibre nervose Sono responsabili della visione fotopica e cromatica fornendo informazioni in presenza di maggiore intensità luminosa. BASTONCELLI I bastoncelli sono sensibili anche per bassi livelli di luminosità (raggiungono il loro massimo a livelli moderati di luminosità). Più bastoncelli sono collegati alla stessa fibra nervosa. provvedono alla visione scotopica e acromatica, fornendo informazioni sola sulla intensità luminosa ed in presenza di poca luce (visione notturna). In presenza di forte intensità luminosa il loro funzionamento è inibito. Fisiologia della visione Fotorecettori Al loro interno troviamo la porpora visiva, un pigmento fotosensibile La porpora visiva è una proteina composta da opsina e dal retinale Il retinale deriva dall ossidazione della vitamina A 1

2 Fisiologia della visione Ciclo della rodopsina (luce e buio) alla luce si sbianca, al buio si ricostituisce Fisiologia della visione Nistagmo fisiologico Microscillazioni del bulbo oculare Per spostare la visione da una zona all altra Per evitare che i fotorecettori si sbianchino completamente E la porpora visiva si possa rigenerare Il Processo Visivo il processo visivo e determinato da: il senso luminoso l acuità visiva il campo visivo la percezione del colore Il Senso Luminoso Alla base della sensazione visiva c è un processo di input/output INPUT LUMINANZA è costituito dall energia della mira che viene percepita dall organo sensoriale che produce il senso luminoso. Il Senso Luminoso Alla base della sensazione visiva c è un processo di input/output OUTPUT BRILLANZA Dopo l elaborazione dello stimolo che produce il senso luminoso viene generata una risposta psichica che riproduce le caratteristiche fisiche dello stimolo. La Soglia Indica il confine tra due condizioni percettive differenti Quando uno stimolo varia sufficientemente per essere percepito a livello cosciente se la variazione è insufficiente non viene percepita alcuna variazione a livello cosciente 2

3 I Tipi di Soglia Soglia assoluta Soglia differenziale Soglia terminale Separa la percezione dalla non percezione Minima variazione in grado di suscitare una variazione della percezione già presente Un incremento dello stimolo non porta ad una variazione della sensazione (Sensazione dolorosa e Abbagliamento) Soglia Differenziale La misurazione della soglia differenziale consiste nel determinare la minima differenza percettibile cioè la minima variazione che dà una variazione nella percezione Sensibilità Al concetto di soglia si affianca il concetto di sensibilità: Maggiore la soglia, ossia lo scalino da superare per avere una percezione, minore è la sensibilità Quindi la sensibilità è l inverso del valore di soglia Sensibilità Il valore di soglia è soggettivo e quindi anche la sensibilità. Possiamo calcolare la sensibilità al contrasto con la formula: c = ΔL L c = contrasto ΔL = soglia differenziale L = luminanza dello sfondo Disturbi Del Senso Luminoso EMERALOPIA difficoltosa alle basse luminanze buona alle medie e alte luminanze Dovuta ad una carenza di produzione della rodopsina Disturbi Del Senso Luminoso NICTALOPIA difficoltosa alle medie e alte luminanze buona alle basse luminanze Dovuta ad una infiammazione del nervo ottico 3

4 Disturbi Del Senso Luminoso FOTOFOBIA Normali valori di luminanza non riescono ad essere sopportati Continui abbagliamenti con dolore e lacrimazione Di origine patologica, secondaria ad infiammazioni e in soggetti albini Acuità visiva Lo stimolo luminoso non è astratto. Ogni giorno i nostri occhi devono distinguere forme e particolari. Più un occhio riesce a percepire nitidamente i singoli particolari migliore sarà la sua Acuità Visiva Acuità visiva Acuità visiva tan α = h d Per misurare l acuità visiva si deve trovare il più piccolo valore dell angolo α sotto il quale la mira viene percepita. Più è piccolo α e maggiore sarà l acuità visiva tan α = h d Angolo α varia al variare della distanza della mira e della sua altezza. Acuità visiva L angolo α viene misurato in minuti primi, cioè in sessantesimi di grado Helmotz determinò che per distinguere una mira, α deve essere tra i 50 e i 90 Normalmente 2 punti vengono visti separati alla distanza di 1 (=60 ) La corrispondenza metrica è 1 = 10/10 Quando la mira sostiene 1 vedo 10/10 Acuità visiva Ci sono diversi criteri per valutare l acuità visiva Minimo Visibile Minimo Separabile Acuità di Allineamento Acuità morfoscopica 4

5 Le acutezze Di Visibilità Minimo Visibile Di Risoluzione Minimo Separabile Di Allineamento Di Ricognizione o Morfodcopica Minimo Visibile o percettibile o rilevabile Si deve valutare la minima ampiezza angolare che ci permette di percepire la mira Si esprime con il M.A.V. Minimo Angolo Visuale Minimo Separabile o Risolvibile Acuità di Risoluzione Si deve valutare la minima ampiezza angolare che separa due mire Si devono vedere due barrette separate e non una sola barretta Si esprime con il M.A.R. Minimo Angolo di Risoluzione Minimo Separabile o Risolvibile Acuità di Risoluzione La figura tipica è rappresentata da un cerchio con una rottura (Landolt) 1 sostiene 10/10 C di Landolt Acuità di allineamento o di localizzazione Comprende Tilt capacità di apprezzare la corretta verticalità di una linea Acuità di nonio o acuità di Vernier dove è necessario allineare due indici lineari Stereo acuità per la stereopsi Acuità dinamica, quando la mira è in movimento Acuità di allineamento o di localizzazione 5

6 Acuità morfoscopica È la capacità di riconoscere, leggere o distinguere delle lettere dell alfabeto o dei sinboli Oppure riconoscere un oggetto da pochi tratti o indizi Utile come valutazione qualitativa nella visione dei bambini È ottenuta usando come sfondo figure e simboli Ottotipi Proiettore Ottotipo retroilluminato Ottotipi Le mire Rappresentazione grafiche di lettere o simboli per controllare la capacità visiva La singola figura prende il nome di mira Le mire sono presentate con varie dimensioni per valutare acuità inferiori o superiori alla norma. Simboli E di Albini di Snellen Griglie e scacchiere Anelli di Landot Mire Simboli alfabetici e numeri Sono le mire più usate anche se non particolarmente consigliate non presentano un equivalente visibilità, sia per la forma stessa, sia perché il soggetto cerca di interpretarle Il livello di difficoltà oscilla La rilevazione non è molto attendibile e ripetibile Utili nel controllo a breve distanza Mire Figure e simboli Per la valutazione del bambino si ricorre alle figure di animali o di oggetti Non è considerato attendibile 6

7 Mire Anelli o C di Landolt È la mira che risolve l affidabilità delle mire morfologiche È quella considerata di riferimento nelle norme di standardizzazione per la refrazione Viene presentata in 4 o 8 orientamenti Mire E di Snellen o di Albini Mira a forma di E maiuscola, posizionata con vari orientamenti Buona soluzione intermedia tra la praticità dell alfabeto e l attendibilità delle mire da risoluzione Permette di interpretare l errore nel caso dell astigmatismo Non deve essere riconosciuta ma solo indicato il verso della lettera Mire E di Snellen o di Albini Utilizzabile con bambini non scolarizzati L acuità risulta leggermente superiore Viene presentata in 4 orientamenti Costruzione della mira Per la discriminazione di una mira occorre comprenderne i particolari Snellen prevede di costruire la mira inserendola in un reticolo 5 volte più grande dell angolo α Quindi conoscendo l angolo e la distanza è facile calcolare la grandezza della mira Costruzione della mira h = tag α d h Ad esempio α = 8 d = 3 m h = tan 8 3 = 0, = 0,00696 m Quindi h = 6,9 mm ( la dimensione del tratto) H 5 = 6,9 5 = 34,5 ( altezza della lettera) 5α d Progressione Il limite angolare fisiologico è di 1 Ricorda che 1 = 60 e 1 = 60 Il limite angolare fisiologico viene maggiorato o ridotto per formare una progressione che permetta di valutare il limite dell acuità nei diversi soggetti Una serie di mire di differente dimensione, forma una progressione 7

8 Acuità visiva (in Italia) In Italia la progressione più comune è quella secondo Monoyer, con andamento aritmetico AV = 1/α Il limite superiore è 1, detto 10/10, Il limite inferiore è 10, detto 1/10, Tra i due limiti vi sono 10 scalini la cui dimensione angolare viene ricavata invertendo la frazione Acuità visiva (in Italia) L andamento della progressione non è molto lineare. Il miglioramento tra 9/10 e 10/10 ha minor valore di quello tra 3/10 e 4/10 1/10 = 0,1 α = 10 Differenza 2/10 = 0,2 α = 5 di 5 9/10 = 0,9 α = 1,12 Differenza 10/10 = 1 α = 1 di 0,12 Condizioni ambientali L acuità può essere misurata in condizioni di illuminazione moderata o media. L illuminazione moderata porta a midriasi e quindi ad un calo della qualità ottica L illuminazione media porta a miosi, riduce le aberrazioni del sistema ma è la condizione più prossima alla realtà visiva Condizioni ambientali L acuità può essere misurata in condizioni di illuminazione moderata o media. Il test non deve essere effettuato al buio Mantenere costante la condizione per le diverse rilevazioni, allo scopo di rendere attendibile e ripetibile la misurazione Fattori fisici Luminanza Con il crescere della luminanza aumenta l acuità visiva Fino a 1000 nit Con il diminuire della luminanza, l acuità di risoluzione diminuisce Fattori fisici Contrasto Mira nera su sfondo bianco situazione di massimo contrasto 8

9 Fattori fisici Tempo L acuità visiva aumenta con l aumentare del tempo di esposizione della mira Orientamento spaziale un reticolo risulta maggiormente visibile nella posizione verticale meno in orizzontale e in obliquo Fattori fisici Colore: Introduce l aumento del contrasto (rosso + verde) Temperatura colore: cioè il taglio cromatico e la brillantezza che ha un materiale Fattori fisici Fattori fisici Caratteristiche ottiche dell occhio o di strumenti Le aberrazioni limitano l acuità, ma anche la correzione ottica dell ametropia riduce il limite di risoluzione Errore refrattivo l errore refrattivo manifesto causa una riduzione dell acuità Fattori fisiologici Diametro pupillare Diametro pupillare ampio si risente di maggiori aberrazioni Diametro pupillare ridotto le aberrazioni sono meno influenti Eccentricità retinica L acuità si riduce notevolmente man mano che ci si allontana dalla fovea Fattori fisiologici Movimento ocualare Per mantenere la continuità nella percezione, l occhio effettua senza sosta dei piccoli movimenti rapidi. Grazie a questa capacità l immagine proiettata sulla retina cade su aree continuamente diverse e i fotorecettori hanno un attimo di riposo e valutano la differenza tra le percezioni 9

10 Fattori psicologici Attenzione e Motivazioni L aumento dell attenzione porta ad una migliore precisione nel fissare la mira La motivazione richiama una maggiore partecipazione psicologica Fattori psicologici Esperienze Precedenti La conoscenza del test aiuta l identificazione Altri Fattori Affollamento Quando i simboli sono troppi vicini fra loro portano una diminuzione dell acuità Uso di Alcolici e Stupefacenti Nella fase acuta si ha una riduzione dell acuità Il Campo Visivo L esame del campo visivo costituisce una importante diagnosi del buon funzionamento di tutte le vie ottiche. Le strutture del cranio limitano la sua estensione Il Campo Visivo I limiti usuali del campo visivo monoculare sono i seguenti Nasale Tempiale Alto Basso / /65 75 /80 Il Campo Visivo MACCHIA NERA All interno del campo visivo ci sono due scotomi assoluti fisiologici, chiamati anche macchia di Mariotte, di forma leggermente ovale si trova leggermente spostato temporalmente e verso il basso rispetto al punto di fissazione 10

11 Il Campo Visivo Le anomalie del campo visivo si presentano sotto forma di scotomi, punti in cui non c è la visione e si dividono in: Scotomi assoluti perdita totale di visione in quella zona. Scotomi Relativi quando nell area rimane un rudimento di percezione o la percezione è alterata Il Campo Visivo Le tecniche per valutare il campo visivo si dividono in PERIMETRIA quando viene rilevata l estensione estrema (il perimetro) CAMPIMETRIA quando viene valutata solo una porzione di campo visivo, solitamente quella centale. Il Campo Visivo Gli stimoli luminosi utilizzati possono essere STATICI DINAMICI Vedere a colori rappresenta il salto di qualità di eccellenza del senso visivo Fissi in varie posizioni ma di luminanza variabile per rilevare la sensibilità del punto in esame Tecnica qualitativa Sono caratterizzati da luminanze e dimensioni fisse ma sono messe da una porzione ad un altra. Tecnica quantitativa Non si è solo capaci di percepire uno stimolo ma di apprezzarne anche la qualità. Infatti alla soglia assoluta la visione è acromatica e quindi di basso profilo qualitativo. Aumentando l intensità dello stimolo di una certa quantità s inizia ad interpretare lo stimolo come colorato. L intervallo esistente tra soglia assoluta e soglia cromatica prende il nome di intervallo fotocromatico. Anche nella visione cromatica esiste il concetto di soglia differenziale. Consiste nella minima varianza necessaria da imprimere alla lunghezza d onda dello stimolo affinché si generi una diversa sensazione cromatica Il minimo incremento è tra i 2 e i 5 nm. A questo proposito si nota che al variare della luminanza dello stimolo, alcune lunghezze d onda mantengono inalterato il loro aspetto, esse sono: 478nm (blu) - 503nm (verde) - 572nm (giallo) 11

12 Nessun Fotopigmento nei Coni La percezione cromatica si ha solo nella retina centrale e paracentrale e decade oltre i 30 di eccentricità Questo convalida che la percezione cromatica è una caratteristica esclusiva dei coni Mentre i bastoncelli non intervengono nella percezione del colore Esistono varie teorie su come i nostri occhi percepiscono il colore le due più note sono: Il modello tricromatico di Young-Helmholtz Dove ogni cono contiene il pigmento sensibile ad una certa lunghezza d onda Il modello di Hering Che consiste in tre tessuti neuronali due per la visione di coppie di colori ( Rosso-Verde e Blu-Giallo ) e uno per coppia Bianco-Nero Le alterazioni della percezione cromatica sono divise in: DISCROMATOPSIE o DISCROMIE quando la percezione del colore è presente ma in maniera anomala ACROMATOPSIA Quando la percezione del colore è assente Discromatopsie e Acromatopsie ( congenite ) Monocromatismo Monocromate Tipico o Bastoncellare Monocromate Atipico o incompleto Nulla (Solo Luminanza) Nulla (Solo Luminanza) Discromatopsie e Acromatopsie ( congenite ) Due Fotopigmenti nei Coni Dicromatopsia o Dicromia Discromatopsie e Acromatopsie ( congenite ) Tre Fotopigmenti nei Coni TRICROMIA Anomala Protanope Deuteranope Tritanope Protanomalo Deuteranomalo Tritanomalo Alterata Alterata Alterata variabile Variabile Variabile 12

13 Discromatopsie e Acromatopsie ( congenite ) Tre Fotopigmenti nei Coni TRICROMIA Normale Ottimale 13