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MATERIA: Fisiologia PROF: D'Avella DATA: 27/10/20 SISTEMA VISIVO Ora passiamo a trattare uno dei più significativi, per l’uomo e per i primati in generale, tra i sistemi della sensibilità speciale, ovvero il sistema visivo, proprio perchè la visione svolge un ruolo importante nella nostra capacità di estrarre informazioni dall'ambiente. I primati, come ricordate, nella nostra linea evolutiva, filogenetica, hanno sviluppato notevoli capacità di elaborazione e informazione visiva tanto che vedremo domani che abbiamo un gran numero di aree e una grande parte di superficie corticale dedicata all'elaborazione dell’informazione visiva, nonché nel corso dell'evoluzione abbiamo avuto la possibilità di utilizzare la sovrapposizione dei campi visivi dei due occhi, con gli occhi in posizione frontale, per avere una capacità di estrarre informazioni di profondità (la stereopsi). Partiamo dall'organo specializzato per la trasduzione dell'informazione visiva e la formazione di un'immagine che ci permette, appunto, di analizzare quello che succede a distanza, utilizzando come forma di energia la luce, la luce che, data una qualsiasi sorgente luminosa, ovviamente andrà a riflettersi su un corpo, in parte assorbita, a seconda del materiale del corpo questo assorbimento può avvenire in alcune delle bande di lunghezza d'onda. La luce ovviamente è una radiazione elettromagnetica che può essere descritta con una lunghezza d'onda e una frequenza, quello che dà anche luogo alla percezione del colore. Quindi la luce deve poter essere trasdotta ma, perchè sia una informazione ordinata dello spazio circostante, si deve formare un'immagine. Partiamo, appunto, dall'organo che è in grado di fare questo: L'occhio è una sfera riempita di liquido che è circondata da 3 strati di tessuto. Partendo dall'interno verso l'esterno abbiamo:  il tessuto nervoso (la retina) che è quella dove avverrà la trasduzione, come abbiamo visto in generale nei sistemi sensoriali, la codifica in potenziale d'azione, che vengono trasmessi tramite il nervo ottico che, vedete, si forma con gli assoni dei neuroni che genereranno il potenziale d'azione.
 più esternamente abbiamo il tratto uveale che è composto dalla coroide, che è la membrana interna che, nella regione anteriore, dove abbiamo appunto l'ingresso della luce, forma il corpo ciliare su cui si attacca il cristallino che avrà una funzione di lente con caratteristiche adattabili in funzione dell'immagine; poi l'iride che è un diaframma essenzialmente che permette il passaggio della luce in un foro (la pupilla).  ancora all'esterno abbiamo la sclera che è tessuto connettivo più resistente la cui parte anteriore forma la cornea e, come per il cristallino, la cornea è specializzata nell'essere un tessuto altamente trasparente quindi non sono vascolarizzati, ricevono ossigeno, rimuovono l'anidride carbonica e i nutrienti tramite il fluido che riempie le camere formate tra la cornea e l'iride e, posteriormente all'iride, ovvero la camera posteriore e la camera anteriore.  questo liquido è l'umore acqueo che viene generato e riassorbito sempre in circolo con una grossa produzione che mantiene la pressione intraoculare e mantiene la forma della cornea e provvede alle esigenze metaboliche di questo tessuto. Posteriormente al cristallino abbiamo, invece, una sostanza gelatinosa: l'umore vitreo, che riempie l'intero bulbo oculare. Perchè si possa interpretare quello che avviene nel mondo esterno, la luce, che viene riflessa da qualsiasi oggetto che ci troviamo nel campo visivo, deve formare un'immagine. Cosa vuol dire formare un'immagine? Ogni punto, per effetto della luce di una sorgente oppure se ho un punto che genera una radiazione elettromagnetica in maniera autonoma, (ma normalmente quello che succede è che vediamo grazie a un'illuminazione esterna, il sole o le lampade) invia ovviamente raggi che vengono riflessi in tutte le direzioni a meno che non vi sia uno specchio dove abbiamo una direzione, incidente e riflessa, precisa, abbiamo una diffusione.............(?) e ovviamente, perchè questi raggi arrivino a formare un'immagine coerente su una superficie sensibile come quella della retina, abbiamo bisogno di un sistema di lenti. Cos'è un sistema di lenti? È un sistema che permette di formare un'immagine, quindi ogni punto dell'oggetto, il sistema di lenti raccoglie tutti i raggi che partono da questo e li fa convergere in un unico punto sulla superficie. Potrei pensare che il sistema più semplice nel sistema di lenti è semplicemente un piccolo foro, una prima camera oscura, di cui si è studiata la formazione
dell'immagine. Se io ho un foro e un'immagine di fronte, in ogni punto, il raggio passa nel foro quindi formerà un'immagine che è capovolta su uno schermo all'interno della camera oscura; ma una lente è in grado di mantenere, di avere più una maggiore luminosità dell'immagine perchè tutti i raggi che arrivano sulla lente anteriore, sulla superficie anteriore (in questo caso la cornea), per effetto della luce, che è un fenomeno ondulatorio, anche se è un campo elettromagnetico, e la differente velocità di propagazione nei mezzi di diverse densità(?) determina la formula della rifrazione; quindi se ho un raggio, quindi un'onda luminosa che arriva su una superficie, viaggia tra due sostanze che hanno una densità, un indice di rifrazione diverso, avrà una deviazione, un angolo di rifrazione e quindi il sistema di lenti convergenti, come quello che è rappresentato dalla cornea e dal cristallino, faranno sì che sia possibile formare, ricostruire, far riconvergere tutti i raggi in un punto, in un fuoco. Ovviamente questo processo di convergenza può essere quanto, a seconda delle caratteristiche geometriche, cioè della curvatura delle superfici e delle densità, degli indici di rifrazione delle diverse lenti, quanto è il potere cosiddetto diottrico, ovvero la capacità di far convergere ad esempio un'immagine, i raggi paralleli a distanza, in un unico punto, viene misurata con la diottria. Se consideriamo che la distanza fra il punto di convergenza e il fuoco e il centro della lente, a una certa distanza in metri, la diottria è l'inverso di quella distanza; quindi la diottria e un sistema ottico convergente che ha 1 diottria vuol dire che il fuoco sarà a 1 metro di distanza, 2 diottrie mezzo metro, 10 diottrie 10 cm. Ora vedete da questo schema (immagine sopra) che la maggior parte del potere diottrico, della capacità di rifrazione del sistema ottico dell'occhio è nella cornea (circa 40 diottrie) ma il cristallino contribuisce, ma ancora più importante, contribuisce in maniera adattabile tramite il processo di accomodazione. Cosa vuol dire? Che le diottrie, il potere di rifrazione totale, può essere adattato a seconda dell'esigenza di mettere a fuoco che cosa? Soprattutto immagini, se l'occhio è in condizioni fisiologiche, è emmetrope, nella condizione di riposo, l'immagine di un oggetto molto lontano diciamo all'infinito perchè i raggi che arrivano in parallelo all'occhio si focalizzano (il fuoco è posizionato sulla retina). Ma se io vado ad avvicinare un oggetto ovviamente i raggi, l’angolo di incidenza sulla superficie esterna della lente sarà maggiore e il fuoco si sposterà in posizione più lontana rispetto alla retina e quindi per poter mantenere l'immagine a fuoco a diverse distanze (in particolare avvicinando un oggetto all'occhio) è necessario aumentare il potere di rifrazione; in che modo? Andando ad aumentare la curvatura del cristallino. È questa la funzione importante del cristallino. ACCOMODAZIONE Quindi questo processo ci permette essenzialmente di vedere in maniera nitida sia oggetti distanti, in un occhio normale nella condizione in cui il cristallino ha la minima curvatura ed è il più piatto possibile, sia quando avviciniamo l'oggetto, perchè in questo caso il cristallino è intrinsecamente elastico, quindi se rimosso dalle fibre zonulari che lo attaccano al corpo ciliare, assume la massima curvatura. In condizioni normali le fibre esercitano una tensione che lo appiattisce, quindi se si rilascia questa tensione aumenta la curvatura e aumenta il potere diottrico e quindi si riesce a mettere a fuoco anche un oggetto che è più vicino all'occhio. Quindi è il bilanciamento fra elasticità del cristallino e tensione applicata dalle fibre zonulari che determinano la forma e quindi il potere diottrico del cristallino. Quello che permette di regolare la tensione applicata dalle fibre zonulari è il muscolo ciliare che, quando si contrae, sposta una specie di sfintere, sposta i punti di aderenza delle fibre zonulari e quindi riduce la tensione e permette al cristallino di assumere una forma più sferica con una
maggiore curvatura e un maggiore potere diottrico. Quindi in uno stato di non accomodazione le fibre zonulari esercitano una tensione e quindi appiattimento del cristallino. Con la contrazione del muscolo ciliare si spostano i punti di attacco e di aderenza, aumenta la curvatura, aumenta il potere diottrico, il fuoco si sposta più verso la lente e quindi siamo in grado di mettere a fuoco un'immagine di un oggetto anche più vicino. (stato di accomodazione). VIZI DI RIFRAZIONE Ovviamente ci sono condizioni patologiche nelle quali invece che, in questo caso considerate le immagini sulla destra dello schema sotto: quindi in un occhio in condizioni di emmetropia (visione normale) il fuoco, con un'immagine distante, cade sulla retina; ma è possibile che:  in condizioni di cristallino rilassato, più appiattito, con muscolo ciliare rilassato, ad esempio perchè il bulbo oculare è troppo corto, il punto di messa a fuoco risulta più distante e in profondità e questo è il caso dell'ipermetropia. Il fuoco è più distante rispetto alla lente della retina. Ovviamente in questo caso non siamo in grado di mettere a fuoco oggetti vicini.  Il caso complementare è quello in cui il bulbo oculare è troppo allungato e quindi il punto di messa a fuoco si trova addirittura anteriormente rispetto alla retina. Parliamo quindi di miopia e in questo caso non siamo in grado di mettere a fuoco oggetti distanti. Si possono, ovviamente, correggere questi vizi andando a introdurre una lente nel percorso ottico e quindi aumentare la convergenza nel caso di ipermetropia o diminuirla con una lente divergente.