occhio, cervello e visione

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Categoria:Biologia

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Testo

La nascita dell’occhio
La formazione dell’occhio avviene nello stadio embrionale, prima della formazione del cranio. Si origina nell’ectoderma, una estroflessione del cervello detta calice ottico.
La struttura dell’occhio
L’occhio è suddiviso in diversi strati.
La parte più esterna di colore bianco è definita sclera. E’ caratterizzata dal fatto di essere vascolarizzata, molto spessa e formata da fasci di fibre connettivali. Il compito della sclera è quello di mantenere la forma del bulbo oculare, proteggendo le strutture interne.
Il secondo strato, coroide, è fortemente vascolarizzato (il tessuto più vascolarizzato del nostro corpo) con funzione di raffreddamento della retina. Infatti la superficie della retina tende a surriscaldarsi a causa della sua opacità e della sua funzione di assorbimento della luce, tramite le due lenti, il cristallino e la cornea.
Il cristallino che è contenuto all’interno di una capsula trasparente, contraendosi ed estendendosi, permette la messa a fuoco degli oggetti.
Nell’iride, posta sopra il cristallino, sono presenti due muscoli che regolano l’apertura pupillare e quindi il passaggio della luce, dilatandola in condizioni di scarsa illuminazione e restringendola in caso di forte illuminazione dell’ambiente.
L’iride riceve i nutrienti dall’umor vitreo. Il loro mancato apporto determina la morte delle cellule del cristallino che diventando opache, opacizzano il cristallino. Questa patologia è nota come cataratta.
La cornea, il rivestimento più esterno dell’occhio, è un’altra lente molto innervata. Contiene l’umor acqueo che mantiene costante la pressione nell’occhio. Inoltre essendo trasparente permette la trasmissione delle immagini all’interno del bulbo.
L’umor vitreo è la sostanza gelatinosa all’interno dell’occhio.
La produzione dell’umor acqueo avviene tramite i processi ciliari, ciò serve per mantenere l’occhio sempre umido.
Il bulbo o globo oculare ha una forma sferoidale, nella quale si riconosce un polo anteriore ed uno posteriore.
A livello del polo posteriore si diparte il nervo ottico da un'area molto limitata da una fitta corona di altre emergenze nervose, che costituiscono i fasci più esterni di questo nervo.
Sezionando il bulbo lungo l'asse antero posteriore, si potrà vedere come esso sia suddiviso in due camere, una anteriore e una posteriore, seguite dal corpo vitreo e nel fondo da una serie di membrane, presenti anche ai lati.
La camera anteriore è delimitata verso l'esterno dalla cornea, caratteristicamente trasparente, mentre posteriormente è limitata dal cristallino (lente biconvessa) e dalle estroflessioni della corona ciliare. Contiene l’umor acqueo, un liquido secreto da iride e corpo ciliare, che mantiene costante la pressione intraoculare.
La camera posteriore è di dimensioni più piccole, ed è compresa tra l'iride e le formazioni che vincolano il cristallino alla corona ciliare. Posteriormente si trova il corpo vitreo (o umor vitreo) del bulbo, che costituisce il più vasto mezzo diottrico del bulbo, senza alcuna importanza in relazione alla convergenza.
Le membrane che avvolgono il bulbo sono:
la retina o superficie altamente differenziata, che contiene le cellule primarie della sensibilità alla luce, i coni e i bastoncelli
la coroide, superficie devoluta essenzialmente all'irrigazione vasale del bulbo
la sclera, che compare anche all'esame esterno dell'occhio, di colore biancastro costante su tutta la superficie dell'occhio, nei suoi 5/6 di superficie disponibile; è di natura fibrosa.
Parte posteriore
Nella parte posteriore dell'occhio, si trovano il nervo ottico (primo segmento delle vie visive comuni) e del tessuto adiposo (che stabilizza la posizione del bulbo all'interno della cavità oculare).
La retina
La retina visiva è costituita da più strati di cellule nervose; partendo dall’interno si trovano:
i fotorecettori, coni e bastoncelli, a contatto con l’epitelio pigmentato;
le cellule bipolari;
le cellule gangliari.
Queste ultime danno origine al nervo ottico, il quale attraversa la sclera in una zona bucherellata, detta lamina cribrosa, per la quale passano anche i vasi sanguigni che nutrono l’occhio.
C’è un punto nella retina dove la luce che entra tocca direttamente i fotorecettori senza passare attraverso le cellule gangliari e bipolari, la fovea.
Per questa ragione, l'uomo muove costantemente gli occhi, in modo che le immagini siano indirizzate alla fovea.
Accanto alla fovea si trova l’emergenza del nervo ottico; questa zona è priva di fotorecettori e viene detta macula cieca.
L’assenza di immagine dovuta alla proiezione dell’immagine stessa sulla macula cieca di un occhio viene compensata dal cervello con l’immagine vista dall’altro occhio.
Lesioni patologiche della retina, dette scotomi, producono egualmente la perdita di porzioni di immagine.
Tale concetto è dimostrato dallo scotoma fisiologico degli scienziati Kandel, Schwartz; Jessel.

La macchia cieca dell’occhio sinistro può venire localizzata chiudendo l’occhio destro e fissando la croce in alto a destra con l’occhio sinistro. Spostando il foglio da una distanza di 45 cm avanti e indietro, il cerchio scuro a sinistra scompare perché la sua immagine viene proiettata sulla macchia cieca.
Se l’occhio sinistro fissa la croce posta in basso, l’interruzione della linea cadrà sulla macchia cieca e la linea stessa apparirà continua in virtù della compensazione operata dal cervello.
L’esperimento può essere ripetuto con l’occhio destro, utilizzando l’immagine speculare del test.
Fotorecettori
Sono di due tipi, bastoncelli e coni. Le membrane di queste cellule contengono una proteina, la rodopsina, che contiene il retinale, vero pigmento visivo. Questa piccola molecola, colpita da un fotone, si modifica e trasmette informazioni come segnali nervosi.
I coni sono i recettori per i tre colori fondamentali (rosso, giallo e blu) in grado di captare radiazioni di una particolare lunghezza d’onda. I fotorecettori con i retinali molto vicini saranno più sensibili al blu, mentre quelli con i retinali più lontani saranno più sensibili al rosso.
I colori possono essere individuati solamente se l’immagine si forma nella fovea, dove sono concentrati i coni.
Tale concetto viene dimostrato con un esperimento.
Mantenendo lo sguardo fisso innanzi a sé, si cerchi di cogliere il colore di cartoncini avvicinati lateralmente al campo visivo. Ciò non sarà possibile fino a che il cartoncino non si approssimerà al centro del campo visivo.
Apparato muscolare e movimenti oculari
Sulla sclera si attaccano i sei muscoli che muovono l'occhio. Sono due obliqui, inferiore e superiore e quattro retti, inferiore, superiore, laterale e mediale.
Quando guardiamo spostiamo gli occhi. Anche le immagini di fatto si muovono, ma noi le percepiamo ferme perché la corteccia motoria che comanda i veloci movimenti oculari (saccadi) manda informazioni dettagliate alla corteccia visiva.
Quindi, durante il movimento oculare siamo, di fatto, ciechi e manteniamo la visione dell’ultima immagine stabile (soppressione saccadica).
Questo fenomeno si può dimostrare con il seguente esperimento.
Un soggetto guarda in uno specchietto prima il proprio occhio destro e poi il sinistro. Un osservatore vedrà il movimento degli occhi del soggetto, ma il soggetto non percepirà il movimento dei suoi occhi.
Si dice stereopsi la profondità spaziale. Essa è garantita dalla presenza dei due occhi.
Nella visione binoculare, per gli oggetti a fuoco l’immagine si forma sulla fovea di entrambi gli occhi e le due immagini vengono sovrapposte dal cervello. L’arco di cerchio su cui le immagini sono a fuoco viene detto oroptero. Per gli oggetti che si trovano più vicini o più lontani dall’oroptero l’immagine non si forma sulla fovea e quindi noi li vediamo doppi.
Ciò si può capire tramite una semplice dimostrazione. Fissiamo un dito e posizioniamo un altro dito dietro a quello fissato; il dito fissato è a fuoco mentre l’altro è sfuocato e appare doppio. Cambiando il fuoco oculare, ovvero fissando il dito più indietro, la situazione si inverte.
La stereopsi è primaria quando è legata alla visione binoculare e secondaria (o pittorica) quando è determinata dalla conoscenza e quindi all’interpretazione da parte del cervello.
Questa interpretazione è un’immagine virtuale e può dare origine a illusioni visive, come illustrato negli esempi seguenti.
Le righe orizzontali sono parallele.

I segmenti verticali hanno la stessa lunghezza.
I due cerchi interni hanno lo stesso diametro.
OCCHIO, CERVELLO E VISIONE
Guglielmo Cok
Jason Sims
III D – LSS Galileo Galilei
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