Ottica Seconda Parte

Le vie ottiche centrali

Mappa retinotopica dei LGN, che viene conservata nella corteccia visiva

L’area visiva primaria (V1) corrisponde alla 17 di Brodmann

Lamina 1: solo contatti sinaptici Lamina 2&3: proiezioni verso V2, V3, V4, altre aree extrastriate Lamina 4: divisa in 4a, 4b, 4ca, 4cß. La via P afferisce allo strato 4ca, la M allo strato 4cß Lamina 5: proiezioni verso SC Lamina 6: proiezioni verso LGN per feedback La V1 è suddivisa in colonne corticali

organizzazione funzionale di V1

2 mm

blob

30-100 µm

colonne di dominanza oculare

colonne specifiche per l’orientamento

blob

Le altre proiezioni della retina Collicolo superiore Riceve afferenze direttamente dalla retina e indirettamente dalla V1 (V strato) Controlla il movimento rapido degli occhi

Regione pre-tettale Media il riflesso pupillare: la luce diretta su di un occhio determina la costrizione dell’iride dello stesso occhio (risposta diretta) e di quella dell’altro occhio (risposta consensuale) retina -> pre-tetto -> pre-ganglio parasimpatico -> III nervo -> muscolo ciliare -> miosi

Controllo dello sguardo 6 sistemi per il controllo dello sguardo: 1 2 3 4 5 6

Saccadi Movimenti lenti di inseguimento Movimenti di vergenza Movimenti vestibolo-oculari Movimenti optocinetici Fissazione

La via efferente di tutti e 6 i sistemi è comune, e utilizza i 3 nuclei oculomotori: III nervo cranico (oculomotore) IV nervo cranico (trocleare) VI nervo cranico (abducente) I centri di controllo dei 6 sistemi sono invece differenti

Saccadi Movimenti rapidi di posizionamento dell’occhio

900°/s

portano rapidamente sulla fovea il dettaglio della scena che ci interessa Il controllo delle saccadi orizzontali è dovuto a neuroni della fomazione reticolare pontina Il controllo delle saccadi verticali a neuroni della formazione reticolare mesencefalica La corteccia controlla i movimenti saccadici attraverso il collicolo superiore

Movimenti lenti di inseguimento Mantengono fissa sulla fovea un’immagine in movimento 100°/s

Necessitano della interazione tra corteccia cerebrale (regione temporale mediale), cervelletto (flocculo) e ponte

Movimenti di Vergenza Consentono di focalizzare le due fovee sul soggetto da mettere a fuoco Il centro di controllo risiede in neuroni del nucleo del nervo oculomotore

Assieme alla vergenza si osserva accomodazione del cristallino e costrizione dell’iride. Questi due fenomeni si devono all’azione del sistema parasimpatico, le cui fibre decorrono nel nervo oculomotore.

Movimenti vestibolo-oculari Mantengono stabili sulla retina le immagini durante i movimenti del capo 3 tipi:

rotazione traslazione controrotazione

compensa la rotazione del capo compensa i movimenti laterali del capo compensa le deviazione dall’asse verticale

Nistagmo oculare: movimento lento di compensazione seguito da saccade Il controllo e’ operato dalle diverse porzioni dei nuclei vestibolari che proiettano al nucleo dell’oculomotore

Il particolare a fuoco cade su due punti omologhi delle due retine = disparità retinica 0 Quelli su piani focali più lontani o più prossimi no = disparità retinica <> 0

diplopia diretta diplopia incrociata

Movimenti optocinetici Mantengono fissa sulla retina un’immagine che si sta spostando

Completano il processo di fissazione dell’immagine sulla retina per movimenti molto lenti o prolungati, in quanto il riflesso vestibolo oculare si adatta con una costante di tempo di circa 5 secondi. Necessitano dell’elaborazione dell’immagine visiva, sono quindi poco adatti a compensare movimenti veloci.

Fissazione Mantengono stabili sulla fovea i dettagli importanti delle immagini Il controllo è operato dalla porzione più rostrale del collicolo superiore, che è molto attiva durante la fissazione intenzionale ed inibisce le restanti porzioni del collicolo superiore, che presiedono ai movimenti saccadici dell’occhio.

La visione dei colori

2 teorie: TRICROMATICA (Thomas Young, 1802) OPPOSIZIONE (Ewal Hering, 1872)

La teoria TRICROMATICA Rosso, Verde e Blu sono convogliati alla corteccia visiva in canali indipendenti, e a livello di quest’ultima si ha la comparazione dei tre canali e si ottiene l’informazione di colore Prove a favore 1. Esistono 3 tipi di coni 2. Tutti i colori sono formati a partire da tre colori fondamentali

Prove contrarie 1. Non possiamo vedere dei “rossi-verdi” o dei “gialli-blu”

La teoria delle OPPOSIZIONI CROMATICHE

L’informazione di colore viaggia su 3 canali distinti: R/G, B/Y e W/B, ciascuno doppio (ON- e OFF- center)

Questa è la via composta dalle cellule “MIDGET”

A B

non è presente nella retina dei primati acromatico. Presente ad es. nei gatti discerne la differenza di luminosità a cavallo dei contorni, NON fornisce informazioni precise sui colori. E’ presente nella retina e nei LGN

C meccanismo esclusivamente corticale. Consente di avere l’informazione cromatica

… e i coni blu? NON sono presenti nella fovea!

…quindi la visione ad alta definizione spaziale umana e’ DICROMATICA Questo fenomeno è spiegabile considerando che la lunghezza d’onda del blu è soggetta ad una maggiore diffrazione da parte delle lenti dell’occhio, e quindi la maggiore aberrazione cromatica che ne risulta rende inutile un’ elevata risoluzione spaziale per le luci blu.

e allora a cosa servono? Formano il canale B/Y di Hering Danno la “latitudine” di colore: un piccolo cambiamento della componente blu di un’immagine altera profondamente i colori percepiti

ganglionare BISTRATIFICATA

Psicofisica della visione

3 cicli/grado

Passo dei coni nella fovea 2.5µM

1 grado sulla retina = 288 µm

a = 1.22 l/d l= lunghezza d’onda d= diametro pupilla

Dischi di Airy

Criterio di Raleigh

La max. acuità visiva umana è 3 cicli/grado. di gatto 0.3 cicli/grado di falco 30 cicli/grado

Normale

Protanope

– L-cone

lunghezza d’ onda (10-9 m)

Tritanope

Deuteranope

– S-cone

lunghezza d’ onda (10-9 m)

– M-cone

Tavole pseudoisocromatiche di Ishihara

Trasformazione: (a) Normale: 3 Deficit: 5 Evanescenza:

(b) Normale: 73 Deficit: nulla

Numero Nascosto (a) Normale: nulla Deficit: 5 Diagnostica

(b) Normale: 26 Deuteranope: 2 Proteranope: 6

Antagonismo ON-OFF: le bande di Mach

Il bordo definisce l’immagine: Cornsweet