LA
VISIÓN
La visión es
una función que se lleva a cabo gracias a:
1. Ojo (órgano receptor).
2. Vías nerviosas.
3. Áreas cerebrales corticales donde se
interpretan las imágenes.
La visión se
basa en fotoreceptores sensibles a una longitud de onda que cae dentro de la
luz visible. Si la longitud de onda es muy pequeña o muy grande, lo visible cae
en el medio. Cada especie animal tiene un espectro de visión. Ej: abejas no ven
el color rojo, pero sí el U.V.
LA LUZ VIAJA A TRAVÉS DE NUESTRO SISTEMA
VISUAL
GLOBO OCULAR
El globo ocular
es una estructura esférica cerrada por la esclerótica (membrana externa del
ojo). En la parte anterior se ha hecho transparente para dejar pasar la luz y
se llama córnea.
Por debajo de
la esclerótica está la membrana coroides, que absorbe la luz que entra por la
córnea y no incide sobre los fotoreceptores. Es una lámina oscura. No es igual
en todas las especies. En los animales nocturnos, la coroides es reflectante
(tapetum lucidum). Tiene como ventaja que la luz que no ha incidido en la ida,
puede incidir a la vuelta al aumentar la sensibilidad. En cambio, sus imágenes
son más borrosas.
Por encima de
la coroides está la retina (trozo del sistema nervioso que se ha extendido por
el globo ocular, tiene diferentes capas neuronales. En la retina hay: papila
óptica (salen los axones de las neuronas que abandonan la retina y se meten en
el nervio óptico (no hay elementos fotoreceptores y no se pueden formar
imágenes, es un punto ciego) y la mácula (en el centro de la cual está la
fóvea): el eje visual del ojo va a parar a la fóvea. La fóvea es donde la
agudeza visual es máxima.
El cristalino
es una lente que contribuye decisivamente en la formación de imágenes. Es
elástico. Se encuentra atado a la periferia mediante el ligamento ciliar del
músculo ciliar. El cristalino tiene tendencia a ser biconvexo. Permite que se
enfoquen objetos situados a diferentes distancias.
Separa 2
cámaras: anterior (llena de humor acuoso) y posterior (llena de humor vítreo).
Por delante del
cristalino está el iris (estructura pigmentada del ojo). En el centro del iris
está la pupila (por donde entra la luz). El iris está formado por musculatura
radial (inervada por el SN Simpático (neuronas noradrenérgicas) que cuando se
estimula se produce constricción pupilar) y musculatura circular (inervada por el SN Parasimpático (neuronas
colinérgicas) que cuando se estimula, produce dilatación pupilar).
El iris regula
la cantidad de luz que ingresa en el ojo. Los reflejos pupilares son la
apertura y cierre mediante una luz. Se tiene que distinguir entre un sistema
óptico que hace mover la luz hasta la retina y en la retina, donde están los
fotoreceptores (conos y bastones) que dan potenciales de acción que llegan
hasta las vías nerviosas.
El ojo, además
también es utilizado por los clínicos para ver estructuras vasculares
(arteriolas, vénulas y capilares). Es el único sitio donde se puede estudiar el
sistema circulatorio del individuo.
En el punto
ciego (papila óptica) sale el nervio óptico. La luz que forma la imagen tiene que
atravesar por las estructuras circulatorias. En la fóvea y mácula no hay
estructuras vasculares que afecten a la luz.
Cuando entra
mucha luz en el globo ocular, la imagen es muy mala. En la retina están los
fotoreceptores que se diferencian en
conos o bastones.
Los bastones
son todos idénticos morfológicamente y funcionalmente.
Los conos son
todos idénticos morfológicamente, pero hay tres tipos funcionalmente. Cada tipo
tiene diferente longitud de onda que capta diferentes colores.
Los conos y los
bastones tienen un segmento interior en el que hay una zona vascular y
mitocondrias.
En el segmento
interior se almacena el pigmento visual. En la zona sináptica se liberan
neurotransmisores y se transmiten hasta las vías nerviosas.
Los bastones
son extremadamente sensibles y permiten la visión escotópica (en la oscuridad).
Los conos son poco sensibles y presentan la visión fotótica (con mucha luz).
Con poca luz,
los colores no se ven. Sólo funcionan los bastones.
Los
fotoreceptores están situados en la retina:
1. Células fotoreceptoras (conos y
bastones).
2. Células bipolares (2 axones que sinapsan
con los conos y bastones y con las células
ganglionares).
3. Células ganglionares (emiten axones que
forman el nervio óptico).
Las capas que
tienen los fotoreceptores son:
· Segmento
exterior.
· Segmento
interior.
· Capa nuclear
externa (núcleo del receptor).
· Capa
plexiforme externa (sinapsi).
· Capa nuclear
interna (núcleo de las células bipolares).
· Capa
plexiforme interna (sinapsi).
· Capa de
células ganglionares.
· Fibras del
nervio óptico.
Las células
horizontales hacen sinapsi en la capa plexiforme externa.
Las células
amacrinas hacen sinapsi en la capa plexiforme interna.
La luz tiene
que atravesar todas las capas de la retina antes de llegar al segmento externo
de los fotoreceptores.
La luz que no
incide en el segmento externo de los fotoreceptores es absorbida por los
fotoreceptores en los mamíferos.
En los
cefalópodos tienen la retina invertida.
DISTRIBUCIÓN DE LOS FOTORECEPTORES EN LA
RETINA
La retina no es
homogénea:
En la periferia
hay pocos bastones. En la fóvea no hay bastones. En la fóvea sólo hay conos, es
donde la densidad de conos es máxima.
La sensibilidad
pequeña necesita mucha luz.
La retina tiene
125 millones de bastones y 5´5 millones de conos y 1 millón de células
ganglionares. La convergencia de los bastones es de 125/1. Mientras que la
convergencia de los conos es de 5/1.
En los
bastones, cuando uno capta la luz, ya puede transmitir un impulso. En los conos
sólo hay cinco por célula ganglionar para poder transmitir el impulso y es más
difícil que se excite.
En la fóvea es
la zona mínima sensible pero con la mayor calidad de imagen. Además, habrá
visión cromática.
Los bastones
tienen una sensibilidad y una convergencia elevada y permiten ver de noche
(visión escotópica).
Los conos tiene
una convergencia y una sensibilidad muy baja, aunque tienen buena calidad de
imagen.
Las células
ganglionares que abandonan la retina forman los nervios ópticos, que se cruzan
en el quiasma óptico, cintilla óptica, cuerpo geniculado lateral, fascículo
geniculocalcarino y sinapsan en la corteza cerebral occipital.
Cada retina
tiene hemiretina externa e interna. La hemiretina externa emite al nervio
óptico, quiasma óptico y después a la
cintilla óptica del mismo lado. La hemiretina interna se cruza en el quiasma
óptico y va al otro lado.
La visión del
ojo es:
La hemiretina
externa ve el campo interno.
La hemiretina
interna ve el campo externo.
El cuadrante
superior periférico de la retina y el cuadrante inferior periférico de la
retina ocupan poca corteza cerebral.
El cuadrante
superior de la mácula y el cuadrante inferior de la mácula ocupan mucha corteza
cerebral porque la convergencia es muy pequeña. La mácula ocupa la mayor parte
de la corteza visual primaria.
TRANSDUCCIÓN
La transducción
es la transformación de la luz en potenciales de acción. Son impulsos nerviosos
que se transmiten a células ganglionares...
La estructura
de los fotoreceptores es la misma. Los receptores tienen retineno-1,11-cis. Además,
tienen colgado opsina. Dan lugar al pigmento fotosensible.
En los
mamíferos y animales marinos hay retineno 1.
En los animales
de agua dulce hay retineno 2.
El retineno es
la mitad del caroteno (vitamina A). Cuando hay un déficit de vitamina A hay la
enerotopía (ceguera nocturna).
El
retineno-1,11-cis tiene colgada la opsina de los bastones (escotopsina), dando
lugar al pigmento de los bastones (que es la rodoxina). Se almacena en los
sáculos de los segmentos externos de los bastones.
Los conos tienen
retineno-1,11-cis más tres diferentes opsinas que permiten responder a
diferentes longitudes de onda y ver los colores.
Si la luz
incide sobre el segmento externo de un bastón, se transforma de cis a trans y
se engancha mal a la escotopsina, Hay cambios
secuenciales que acaban en la
rotura del retineno-1,11-trans y la escotopsina por separado. Si se vuelve
a poner a la oscuridad, el retineno-1,11-trans,
por efecto de una isomerasa, se transforma en cis y se vuelve a enganchar la
escotopsina y se forma la rodoxina.
La vitamina A
es muy afín al retineno. Los siguientes productos intermedios son:
Estos cambios
implican potenciales de acción. Todos estos cambios exigen un tiempo, por eso,
cuando se está a plena luz, es encuentran todos los bastones separados de
opsina y, cuando se entra a un sitio sin luz, no se ve nada.
En los
elementos fotoreceptores, la luz genera impulsos nerviosos.
Cuando la luz
incide sobre el segmento externo de un bastón pasa la separación del retineno y
la opsina. En la oscuridad, el segmento externo del fotoreceptor es muy
permeable para el Na+. Cuando el Na+ entra dentro de la
célula, se despolariza. Cuando se separa el retineno de la opsina se vuelve
impermeable y la célula se hiperpolariza.
El cambio de
polaridad desencadena la transmisión de impulsos nerviosos.
La luz modifica
el pigmento que modifica el impulso nervioso y la célula se hiperpolariza.
Los receptores
de la retina son de tipo fásico porque el ojo se mueve por mistagmos. La imagen
retiniana nunca cae sobre el mismo receptor. Los cambios permiten una visión
permanente.
Si se pone una
imagen fija, la imagen desaparece porque se tienen que adaptar los receptores.
Una imagen que
se forme sobre la retina dura más tiempo que la propia imagen. Ej: en el cine
se pasa una imagen y se baja el obturador y no hay imagen y llega la otra. El
movimiento de las filmaciones es consecuencia de la persistencia de la imagen
en la retina.
ADAPTACIÓN DE LOS RECEPTORES A LA OSCURIDAD
La estimulación
intensa por la luz solar estimula el nervio trigémino y desencadena el
estornudo. Pasa al pasar de la oscuridad a la luz.
Se puede hacer
una representación gráfica del tiempo en la oscuridad y de la intensidad del
estímulo mínimo eficaz.
Al pasar de la
luz a la oscuridad, lo que se ha acostumbrado primero a la luz son los conos.
Sólo funcionan con mucha luz (son poco sensibles). Los más sensibles son los
bastones.
Tienen que
pasar unos minutos en la visión escotópica (sin poca luz).
Los bastones
son ciegos en la luz roja. Se ve con los conos y los bastones están adaptados a
la oscuridad. Ej: aviones, submarinos.
Los límites
dentro de los cuales el ojo funciona son:
LUMINOSIDAD EN
ml
|
10-7 |
Estimulación de bastones |
Visión |
|
10-5 |
Noche sin luna |
escotópica |
|
0.01 |
Noche con luna llena |
Zona de |
|
1 |
Lectura de periódico difícil |
transición |
|
10 |
Lectura |
|
|
100 |
cómoda |
Visión |
|
106 10x106 |
Filamento de lámpara
incandescente |
fotótica |
|
100x106 |
Arco de carbono |
|
|
1000x106 |
Sol |
Lesiones |
|
10x109 |
3 primeros segundos de una explosión nuclear |
retinianas |
CÓMO CAE LA IMAGEN DENTRO DE LA RETINA
Se enfoca
mediante el cristalino a diferentes distancias.
Las lentes
pueden ser biconvexas o bicóncavas.
En una lente
biconvexa llega la luz desde como mínimo 6 m (se considera el infinito).
El foco es el
punto donde se concentra la luz del infinito. La distancia focal es la
distancia entre el foco y el centro de la lente.
Si es más
biconvexa, la distancia focal es más corta.
Si le llega una
luz divergente, desde menos de 6 m de distancia, la luz se modifica y el foco
da más lejos que antes.
Según a que
distancia esté un objeto, la imagen se formará más lejos.
Las lentes
bicóncavas dan imágenes virtuales porque extienden la luz.
EL OJO
Cuando la luz
atraviesa un objeto transparente, la luz se refracta según el índice de
refracción. Para entender lo que pasa en el ojo, se trabaja con un ojo
reducido.
El ojo normal
(66 dioptrías) tiene una distancia focal de 0´017 m. La dioptría es el inverso
de la distancia focal (1/distancia focal) expresada en metros.
1
= 66
0´017
La imagen
retiniana es real y invertida. El SN ordena la imagen. Esto pasa en un ojo
normal (ojo hemétropo). Si las imágenes se forman a distancias diferentes es
cuando se tienen que colocar diferentes lentes para dar la distancia correcta.
El punto
cercano es la mínima distancia que se puede enfocar.
Cuando se
intenta enfocar hay:
1. Convergencia de los ejes ópticos.
2. Constricción pupilar.
3. Cambio en la convergencia del cristalino.
El cristalino
es una lente de geometría variable y siempre adopta una postura que le permite
formar la imagen sobre la retina.
En el ojo normal (hemétropo), cuando la luz llega
del infinito, la imagen del objeto se ve sobre la retina y se ve enfocado. Si
nos acercamos a un objeto, se ve este objeto enfocado y el resto desenfocado.
Para ver enfocado se tiene que modificar las dioptrías del cristalino (que es
la única parte modificable del ojo) para que la imagen caiga sobre la retina.
Este mecanismo es la acomodación
(enfocar cosas a diferentes distancias). Las dioptrías se pueden
modificar.
El músculo
ciliar es musculatura lisa de unidades múltiples que sólo se contraen por la
inervación.
Si no hubiera
músculo ciliar, el cristalino sería muy biconvexo. Si no se corta el ligamento
ciliar, el músculo ciliar le da una forma muy aplanada por la tensión que
ejerce el músculo ciliar. Cuando se relaja, estira la periferia del cristalino
y se pone más aplanado. Si se contrae, el cristalino se vuelve más biconvexo.
Para relajar el músculo ciliar se enfoca al infinito. Cuando se enfoca un
objeto cercano, el cristalino se vuelve muy biconvexo.
El músculo
ciliar modifica la convexidad del cristalino y nos permite un enfoque a
diferentes distancias. El músculo ciliar actúa sobre el cristalino de manera
pasiva cuando se contrae y de manera activa cuando se relaja.
La presbicia
consiste en que cuando se llega a cierta edad, las dioptrías son cada vez
menos.
La miopía,
hipermetropía y estigmatismo son problemas de la vista.
La miopía
consiste en que se forman imágenes por delante de la retina. Mediante lentes
bicóncavas la imagen se forma sobre la retina.
La
hipermetropía consiste en que la imagen se forma por detrás de la retina.
Mediante lentes biconvexas es forman sobre la retina.
El estigmatismo
es la deformación de la córnea (córnea no esférica). Se colocan lentes
cilíndricas y se hace girar para coincidir sobre el ángulo.
La miopía hace
que se vea más pequeño a través de las gafas.
La
hipermetropía hace que se vea más grande a través de las gafas.
El estigmatismo
hace que al enfocar una esquina se abra y se cierre al girar las gafas.
Para formar la
imagen nítidamente sobre la retina tienen que entrar en funcionamiento los
músculos intrínsecos del ojo:
-Músculo ciliar: permite la acomodación.
-Músculo radial del iris: dilata la pupila
en la contracción.
-Músculo circular del iris: hace más
pequeña la pupila (constricción pupilar).
Los músculos
radial y circular del iris permiten controlar la cantidad de luz que entra en
el ojo.
Los músculos
extrínsecos permiten hacer otras funciones: permiten el movimiento del globo
ocular.
-Músculo recto superior: contrae el ojo
girando alrededor del eje lateral y mira hacia
arriba.
- Músculo recto inferior: contrae el ojo
girando alrededor del eje lateral y mira hacia
abajo.
-Músculo recto externo: contrae el ojo
girando alrededor del eje lateral y mira hacia
afuera (provoca abducción).
-Músculo recto interno: contrae el ojo
girando alrededor del eje lateral y mira hacia
adentro (provoca aducción).
-Músculo oblicuo mayor: viene de detrás y
pasa por dentro de la tróclea. Produce intorsión.
-Músculo oblicuo menor: Está enganchado a
la nariz por debajo. Hace girar alrededor
del eje anteroposterior. Produce extorsión.
La inserción de
los músculos no es simétrica y los movimientos son mixtos. Cada ojo ve una
zona.
Hay una visión
binocular: parte donde se ve con los dos ojos, una parte con el ojo derecho y
una parte con el ojo izquierdo.
Con un único
ojo se pierde la capacidad para medir la distancia.
A medida que la
distancia es mayor, se contribuye a dar sensación de profundidad y de medir
distancias.
VISIÓN CROMÁTICA
Los conos
tienen tres pigmentos colorantes diferentes que tienen todos retineno-1,11-cis
y con tres opsinas diferentes enganchadas. Los pigmentos absorben al máximo la
luz de una determinada longitud de onda.
La especie
humana es tricrómata. Un 6-7 % de los machos tiene alteraciones de la visión
cromática. El daltonismo está codificado en los cromosomas sexuales.
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