Luce: radiazione elettromagnetica visibile ai nostri occhi. Lunghezza d onda

Transcript

1 LA VISIONE

2 Luce: radiazione elettromagnetica visibile ai nostri occhi Lunghezza d onda

3

4 Dimostrò per la prima volta la relazione tra una proprietà fisica della luce e il colore di quella luce. Servendosi di un prisma di vetro per scomporre un fascetto di luce "bianca" del sole, lo scienziato ottenne uno spettro in cui il colore variava con continuità dal rosso al violetto, attraverso varie gradazioni di giallo, verde e azzurro; ma dimostrò anche che, isolando un singolo fascetto dello spettro (per esempio nella regione del rosso) con una fenditura, e facendolo poi passare attraverso un secondo prisma, il colore non si modificava più. Newton Pink Floyd 1973

5 Riflessione Colore blu! Altri colori Colore blu! Assorbimen to Una superficie è blu perché rilette il colore blu e assorbe gli altri

6 pupilla iride congiuntiva sclera nervo ottico cornea muscoli extraoculari Corpo vitreo

7 papilla ottica (macchia cieca) Visione foveale centrale La fovea è la parte centrale della macula:.assenza di vasi.molti coni.molto sottile.è la parte della retina con la maggior acuità visiva. La fovea

8 Degenerazione maculare

9 Visione mono-oculare sinistra Dimostrazione della macchia cieca Punto di fissazione

10 Visione mono-oculare sinistra Fenomeno del completamento Punto di fissazione

11 La cornea e la rifrazione Riflessione Specch io Assorbimento Aria Rifrazione Se la luce passa da un mezzo (aria) ad un altro mezzo (acqua) che rallenta la sua velocità, la direzione dei raggi si fa perpendicolare alla superficie tra i due mezzi Acqua

12 Potere di rifrazione della cornea: la sua curvatura provoca la convergenza dei raggi luminosi verso la retina superficie di rifrazione Potere di rifrazione della cornea: 42 diottrie Distanza focale

13 Il cristallino fibre zonulari muscoli ciliari La contrazione dei m. ciliari fa rilasciare le fibre e ispessire il cristallino

14 Proiezione pre-tettale Dal tratto ottico Fibre al pretetto Proiezioni bilaterali al N. di Edinger-Westphal Dal N. di E-W, Fibre parasimpatiche Al muscolo sfintere pupillare (costrizione della pupilla) e al m. ciliare (accomodazione) N.B. Fibre ortosimpatiche dall ipotalamo attraverso il trigemino al m. dilatatore della pupilla

15 Accomodazione: rilasciamento (a) o contrazione (b) del m. ciliare a Particolarmente importante per oggetti distanti meno di 9 metri b Presbiopia: Alterazione dell accomodazione: difficoltà di visione da vicino

16 Correzione dei difetti visivi emmetropia ipermetropia correzione miopia correzione

17 L esame del campo visivo nasale temporale Perimetro Computerizzato Humphrey

18 L Angolo di campo visivo é la misura della distanza sulla retina sottesa da uno stimolo (a 57 cm di distanza da uno stimolo: un cm=1 grado di angolo di campo visivo) L acuitá visiva é la capacitá di distinguere due stimoli vicini La maggior acuitá é sulla fovea dove c é il maggior numero di fotorecettori

19 Struttura microscopica della retina LUCE (traversa tutti gli strati) nervo ottico Cellule gangliari Cellule amacrine Cellule bipolari Cellule orizzontali esterno Fotorecettori

20 luce C gangliari C amacrine C bipolari Occhio destro C orizzontali fotorecettori Strato delle cellule gangliari Plessiforme interno Nucleare interno Plessiforme esterno Nucleare esterno Strato dei segmenti esterni dei fotorecettori Epitelio pigmentato

21 cellula bipolare iniettata

22 I fotorecettori Bastoncelli: maggior numero di dischi membranosi che contengono i fotopigmenti. Piú sensibili alla luce servono per la visione scotopica (notturna) Coni: minor numero di dischi membranosi che contengono i fotopigmenti. Meno sensibili alla luce servono per la visione fotopica (diurna). Tre tipi di cono con diversi pigmenti per la visione dei colori.

23 Densità dei fotorecettori nei vari punti della retina macchia fovea cieca bastoncelli coni bastoncelli

24 Rapporto tra fotorecettori e numero di cellule gangliari Piú coni alla fovea Piú bastoncelli in periferia. In periferia: maggior rapporto tra bastoncelli e cell. gangliari. La periferia é piú sensibile alla luce (visione notturna). La fovea ha maggior acuitá visiva. Questo contribuisce alla magnificazione corticale: centro del c.v. é piú rappresentato della periferia.

25 La fovea é al centro della macula ed ha maggior acuitá visiva. Le cellule gangliari sono disposte lateralmente

26 Acuità visiva: Solo fissando il centro tutte le lettere sono ugualmente leggibili

27 Il fotopigmento contenuto nei dischi membranosi è la Rodopsina Formata da RETINALE (derivato vit. A) e OPSINA

28 VISIONE DEI COLORI Nei coni ci sono 3 OPSINE diverse sensibili al rosso, verde o blu

29 Ogni immagine è formata da varie combinazioni di Rosso, Verde, Blu

30 Teoria tricromatica di Young Helmholtz (1800) La visione dei colori è possibile grazie all esistenza di fotorecettori sensibili a lunghezze d onda luminose differenti. Queste lunghezze d onda corrispondono ai colori rosso, verde, blu

31 La luce colpisce la Rodopsina = RETINALE si attiva

32 Alla luce: Rodopsina attiva=canale chiuso La luce attiva il retinale, quindi si attiva la proteina G, la quale attiva un enzima che riduce la quantità di secondo messaggero (cgmp) rispetto alla condizione di buio e quindi provoca la chiusura di canali ionici

33 Al buio: Rodopsina inattiva canale al NA aperto

34 La corrente al buio nei fotorecettori Al buio maggior permeabilità al NA+ e rilascio di Glutammato Lo stimolo preferito dai fotorecettori è il buio!!!!!!!!

35 Le cellule bipolari rispondono con piccole variazioni transitorie del potenziale di membrana (depolarizzazione o iperpolarizzazione) Le cellule gangliari, invece, generano veri e propri potenziali d azione

36 Il campo recettivo dei neuroni: dipende dalle afferenze di ogni singola cellula

37 Cellule bipolari DIRETTA INDIRETTA (inibizione) Punti del campo visivo

38 Organizzazione del campo recettivo delle cellule bipolari DIRETTA LATERALE

39 CAMPO RECETTIVO

40 INIBIZIONE DA UN FOTORECETTORE DELLA PERIFERIA DEL CAMPO RECETTIVO ATTRAVERSO LA VIA LATERALE Le cellule orizzontali inibiscono l attività dei fotorecettori circostanti

41 Ci sono due tipi di cellule bipolari Cellule bipolari centro-off: si attivano con il buio, quando i fotorecettori rilasciano acido glutammico che attiva canale ionotropico NA+ dipendente Cellule bipolari centro-on: si attivano con la luce, In queste cellule, l acido glutammico determina inibizione mediante apertura di canali K+ o chiusura di canali Na+ con meccanismo proteina G-dipendente. Quindi si attivano quando il glutammato NON viene rilasciato, cioè alla luce.

42 Modulazione della risposta delle cellule retiniche Questa è dovuta ad una modificazione (in attivazione o inibizione) della scarica di base della cellula.

43 Cellule bipolari centro On e Off GluCanale Na+ GluG-prot A livello delle cellule bipolari l informazione visiva si ripartisce fra le vie centro-on e centro-off. Il Glutammato esercita effetti opposti in quanto i due tipi di cellula bipolare posseggono recettori postsinaptici diversi.

44 INIBIZIONE DA UN FOTORECETTORE DELLA PERIFERIA DEL CAMPO RECETTIVO ATTRAVERSO LA VIA LATERALE Le cellule orizzontali inibiscono l attività dei coni circostanti Il circuito inibitorio é sempre lo stesso, ma varia il suo effetto finale a seconda che la cellula bipolare della via diretta circostante sia centro-on o centro-off

45 Risposta di una cellula bipolare centro-on Antagonismo centro-periferia La risposta delle cellule bipolari alla stimolazione dell area centrale dei loro campi recettivi (via diretta) è antagonizzata dalla stimolazione dei fotorecettori che controllano la periferia del campo stesso (via laterale) attraverso le cellule orizzontali

46 Inibizione laterale da un fotorecettore alla periferia del campo recettivo su una cellula bipolare centro-on La luce alla periferia inattiva i coni periferici Riduzione dell attivazione delle c. orizzontali, Riduzione dell attività inibitoria della c. orizzontali sui coni della via diretta Viene rilasciato un po più di Glu dal cono, con inibizione della cellula bipolare

47 Risposta di una cellula bipolare centro-off Per una cellula bipolare centro-off: la luce alla periferia, che inattiva i coni periferici, riduce inibizione delle c. orizzontali sui coni della via diretta e sulla cellula bipolare, attivandola

48 Perché esistono cellule centro-on e -off?

49 I campi recettivi delle cellule gangliari: centro-on / centro-off Minore risposta con Massima risposta al contrasto centro/periferia luminositá uniforme L antagonismo centro/periferia é simile a quello delle cellule bipolari

50 Maggior sensibilitá ai contrasti di luce piú che a intensitá luminosa uniforme Questo produce una risposta particolarmente efficiente ai contorni degli oggetti

51 Filmato on-center ganglion cell (Viperlib, min )

52 Il sistema visivo è specializzato nella percezione di contrasti locali di luminosità piuttosto che nella percezione dei valori assoluti di luminosità

53 Popolazioni Parvocellulare e Magnocellulare Cellula M Cellula P 90% delle cellule gangliari: PARVOCELLULARI 5%: MAGNOCELLULARI Circa 5%: non-m e non-p

54 Cellula gangliare M Campo recettivo Conduzione PdA Risposta con PdA Sensibili a stimoli: Funzione Grande Piú veloce Scarica iniziale A basso contrasto Detezione movimento Cellula gangliare P Piccolo Piú lenta Scarica sostenuta Ad alto contrasto Forma stimolo

55 Sensibilitá ai colori e Opponenza cromatica: Ciascuna porzione del campo recettivo é connessa a coni sensibili ad una determinata lunghezza d onda Opponenza semplice: Retina e corpo genicolato Nella corteccia visiva primaria aumenta la convergenza e compaiono cellule a doppia opponenza cromatica Opponenza doppia: Corteccia visiva primaria Cellule non-m non-p: Blu/giallo; Cellule P: Rosso/ verde

56 Cellule gangliari Classi di risposte delle cellule gangliari 1. Centro-on / centro-off 1. Sistemi Magnocellulare / Parvocellulare 1. Opponenza cromatica

57 Elaborazione parallela delle caratteristiche elementari di uno stimolo visivo 1. Luce/ombra 1. Colori 1. Movimento/forma