El ojo I

PRINCIPIOS FÍSICOS DE LA ÓPTICAREFRACCIÓN DE LUZ

Los rayos de luz viajan a través del aire a una velocidad de 300 000 km/s, pero se desplazan con mayor lentitud cuando recorren sólidos y líquidos transparentes.

Cuando un rayo de luz que avance en un haz choque contra una superficie limitante que quede perpendicular a su llegada, penetra en el segundo media sin desviar su trayectoria.

Desviación de rayos luminosos al llegar a Una superficie en ángulo se denomina refracción, su magnitud aumenta en función de: 1) el cociente de los dos índices de refracción de los dos medios transparentes, 2) grado de angulación existente entre el límite de los medios y el frente de nada que entra.

Sistema nervioso: sentidos especiales.

APLICACIÓN DE LOS PRINCIPIOS DE REFRACCIÓN A LAS LENTES

Lente convexa: Los rayos luminosos que inciden en su centro chocan perpendicularmente con su superficie y la atraviesan sin refracción, no obstante en los extremos se desvía cada vez más al centro debido a que el ángulo es mayor conocido como convergencia. Los rayos paralelos que atraviesan cada parte de la lente se desviaran justo lo suficiente para que todos se crucen en el mismo sitio “punto focal”.

Lente cóncava: Los rayos que entran en su centro chocan con una superficie que queda perpendicular al haz y no se refractaran. Los que llegan a los bordes penetraran en ella antes que los centrales por lo que los rayos periféricos del divergen.

Lente cilíndrica: Desvían los rayos luminosos en su dos caras, la desviación se producen en un solo plano. Los rayos luminosos paralelos se desvían hacia una línea focal. Dos lentes cilíndricas cruzadas en ángulo recto llevan a cabo la misma función que una lente esférica con idéntico poder dióptrico.

Distancia focal: Distancia a la que convergen unos rayos paralelos en un punto focal común detrás una lente convexa.

ÓPTICA DEL OJO

ACOMODACIÓN

En los niños sí poder dióptrico la del cristalino puede aumentar de unos 20 dioptrías a unas 34 a voluntad, lo que corresponde a una acomodación de unas 14 dioptrías. Cuando el cristalino se encuentra en una forma relajada adopta una forma casi esférica, unos 70 ligamentos suspensorios se fijan radialmente entorno al cristalino y tiran de sus extremos hacia el perímetro exterior del globo ocular. Año el de las inserciones laterales de los ligamentos del cristalino está situado el músculo ciliar que posee dos juegos independientes de fibras musculares lisas: fibras meridionales y fibras circulares. Las primeras se extienden desde el extremo periférico de los ligamentos suspensorios hasta la unión esclerocorneal, cuando se contraen arrastran las inserciones periféricas en sentido media hacia los bordes. Las segundas adaptación una posición circular alrededor de todas las inserciones ligamentosas de modo que cuando se contraen ejercen una acción de tipo esfínter. El músculo ciliar está controlado casi por toda su integridad por los nervios para simpáticos, relaja los ligamentos del cristalino. La estimulación simpática relaja la estimulación del músculo ciliar.

Presbicia: Pérdidas de la acomodación del cristalino. A mediad que una persona envejece, el cristalino crece, por tanto se pierden esa capacidad de acomodación porque pierde elasticidad.

Principal función del iris: Incrementar la cantidad de luz que entra en el ojo durante la oscuridad y disminuirla durante el día.

SISTEMA HUMORAL DEL OJO: LÍQUIDO INTRAOCULAR

Mantiene una presión en el globo ocular para que siga estando dilatado, se divide en humor acuoso, que se encuentra delante del cristalino, y el humor vítreo que está entre la cara posterior del cristalino y la retina que es una masa gelatinosa cuya cohesión se mantiene por una fina red fibrilar compuesta por moléculas de proteoglucanos

El humor acuoso se forma a una velocidad neta de 2 a 3ml/min, se agrega por los procesos ciliares, pliegues lineales que sobresalen desde el cuerpo ciliar hasta el espacio detrás del iris donde se fijan a los ligamentos del cristalino y el músculo ciliar del globo ocular. El proceso de segregación del humor acuoso inicia con la activación del transporte activo de iones sodio hacia el líquido intersticial que arrastra consigo a cloruros y bicarbonato para mantener la estabilidad. Una vez formado fluye a través de la pupila hacia la cámara anterior del ojo, circula por delante del cristalina hacia el ángulo entre la córnea y el iris, después sigue por una trama de trabeculas y finalmente entra por el conducto de Schlemm que desemboca en las venas extra oculares.

PRESIÓN INTRAOCULAR

La presión intraocular media es de 15 mmHg, con un intervalo desde los 12 a 20 mmHg

El ojo II: Función receptora y nerviosa de la retina.

Porción del ojo sensible a la luz que contiene:

1) Los conos, responsables de la visión de los colores.2) los bastones, que pueden detectar luz tenue y están encargados

básicamente de la visión en blanco y negro y de la visión en la oscuridad.

ANATOMÍA Y FUNCIÓN DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES DE LA RETINA CAPAS DE LA RETINA

1. capa pigmentaria2. capa de conos y bastones que aloja las prolongaciones de estos receptores

hacia la capa anterior3. capa nuclear externa que contiene los somas de los conos y los bastones4. capa plexiforme externa5. capa nuclear interna 6. capa plexiforme interna7. capa ganglionar8. capa de las fibras del nervio óptico9. membrana limitante interna.

REGIÓN DE LA FÓVEA DE LA RETINA Y SU IMPORTANCIA EN LA VISIÓN AGUDALa fóvea es una zona diminuta en el centro de la retina se encuentra especialmente capacitada para la visión aguda y detallada.La fóvea central, de solo 0,3 mm de diámetro, está compuesta por conos casi en su integridad. Presentan un cuerpo especialmente largo y delgado, en

contraposición a los conos situados hacia la periferia de la retina, que son mucho más gruesos.

CONOS Y BASTONESSe sabe que el segmento externo del cono posee una forma cónica. En general, los bastones son más estrechos y largo. Los principales segmentos funcionales de un cono o de un bastón:

1. el segmento externo 2. el segmento interno3. el núcleo4. el cuerpo sináptico.

La sustancia fotosensible se sitúa en el segmento externo. En el caso de los bastones, esta sustancia fotosensible es la rodopsina; en los conos, es una de las tres sustancias fotosensibles al «color», que suelen denominarse simplemente pigmentos del color.Tanto la rodopsina como los pigmentos de color son proteínas conjugadas. Se incorporan a las membranas de los discos bajo la forma de proteínas transmembrana constituyen aproximadamente el 40% de toda la masa del segmento externo.

CAPA PIGMENTARIA DE LA RETINAEl pigmento negro melanina de la capa pigmentaria impide la reflexión lumínica por toda la esfera del globo ocular, lo que resulta importantísimo para una visión nítida. La capa pigmentaria también alberga grandes cantidades de vitamina A, es un precursor importante de las sustancias fotosensibles de los conos y los bastones.

REGULACIÓN AUTOMÁTICA DE LA SENSIBILIDAD RETINIANA: ADAPTACIÓN A LA LUZ Y A LA OSCURIDAD

Adaptación a la luz: Si una persona ha estado expuesta a una luz radiante durante horas, una gran parte de las sustancias fotosensibles en los conos y los bastones habrá quedado reducida a retinal y opsinas. Por añadidura, gran parte del retinal presente en ambos tipos de receptores se habrá convertido en vitamina A. Debido a estos dos efectos, las concentraciones de productos fotosensibles que quedan en los conos y los bastones son considerablemente bajas, y la sensibilidad del ojo a la luz está reducida de forma proporcional.

Adaptación a la oscuridad: Si una persona permanece en la oscuridad durante un período prolongado, el retinal y las opsinas de los conos y los bastones han vuelto a convertirse en los pigmentos sensibles a la luz. Por ende, la vitamina A se transforma de nuevo en retinal para aumentar los pigmentos fotosensibles, quedando fijado el límite final en función de la cantidad de opsinas presente en los conos y los bastones preparada para combinarse con el retinal.

VISIÓN EN COLORMECANISMO TRICOLOR PARA LA DETECCIÓN DEL COLOREl ojo humano es capaz de detectar casi todas las gradaciones de color cuando solo las luces roja, verde y azul monocromáticas se mezclan adecuadamente en diversas combinaciones.

Interpretación del color en el sistema nerviosoUna luz monocromática azul con una longitud de onda de 450 nm estimula los conos rojos hasta un valor de 0, los verdes hasta un valor de 0 y los azules hasta un valor de 97. El sistema nervioso interpreta este juego de proporciones (0:0:97) como azul.

FUNCIÓN NERVIOSA DE LA RETINALos diversos tipos neuronales son los siguientes:

Los fotorreceptores, los conos y los bastones, que transmiten las señales hacia la capa plexiforme externa, donde hacen sinapsis con las células bipolares y horizontales.Las células horizontales, que transmiten las señales en sentido horizontal por la capa plexiforme externa desde los conos y los bastones hasta las células bipolares.

Las células bipolares, que transmiten las señales en sentido vertical desde los conos, los bastones y las células horizontales hacia la capa plexiforme interna, donde hacen sinapsis con las células ganglionares y amacrinas.Las células amacrinas, que transmiten las señales en dos direcciones, directamente desde las células bipolares hasta las células ganglionares, u horizontalmente en el seno de la capa plexiforme interna desde los axones de las células bipolares hasta las dendritas de las células ganglionares o hasta otras células amacrinas.Las células ganglionares, que transmiten las señales de salida desde la retina hacia el cerebro a través del nervio óptico.

Un sexto tipo neuronal en la retina, es la célula interplexiforme que transmite señales en sentido retrógrado desde la capa plexiforme interna hacia la capa plexiforme externa. Su carácter es inhibidor y se cree que controla la dispersión lateral de los impulsos visuales por las células horizontales y puede contribuir a regular el grado de contraste.

El ojo: III. Neurofisiología central de la visiónVías visualesLos axones de las células ganglionares de la retina forman el nervio óptico. Los axones que se originan en la mitad nasal de la retina se decusan por el quiasma óptico y los de la mitad temporal continúan por la cara lateral del quiasma sin cruzarse. Los axones retinianos siguen detrás del quiasma en forma de tracto óptico y la mayoría termina en el núcleo geniculado lateral dorsal. Los axones de la retina se propagan a otras regiones del encéfalo como: 1) el núcleo supraquiasmático (control del ritmo circadiano); 2) los núcleos pretectales (reflejos fotomotores pupilares); 3) el colículo superior (control de los movimientos oculares rápidos), y 4) el núcleo geniculado lateral ventral.

Funciones del núcleo geniculado lateral dorsal (NGLD) del tálamoEse núcleo es una estructura laminar que consta de seis capas concéntricas. La más interna es la capa I, y la más superficial, la capa VI. Los axones de la retina que terminan en este núcleo provienen de la retina nasal contralateral y de la retina temporal ipsolateral, y transportan una información punto a punto del campo visual contralateral. Las fibras nasales contralaterales terminan en las capas I, IV y VI, y las fibras temporales ipsolaterales, en las capas II, III y V. La entrada de las células Y termina en las capas I y II, que se denominan capas magnocelulares porque contienen neuronas bastante grandes. Las capas III a VI se denominan parvocelulares porque contienen neuronas bastante pequeñas que reciben señales de las células X, que transmiten información del color y de la formaOrganización y función de la corteza visualLa corteza visual primaria,o área17deBrodmann, también se denomina V-1.Está localizada en la cara medial del hemisferio y reviste las dos paredes del surco calcarino, cerca del polo occipital. Recibe señales visuales de cada ojo y contiene la representación de todo el campo visual contralateral: el campo visual inferior está contenido en el banco superior del surco calcarino, y el superior, en el inferior.La corteza visual secundaria (denominada V-2 a V-5) rodea el área primaria y se corresponde con las áreas 18 y 19 de Brodmann, con la circunvolución temporal media (TM) y con las áreas 7a y 37 de Brodmann

Patrones neuronales de estimulación durante el análisis de una imagen visualLa corteza visual detecta la orientación de las líneas y de los bordes. Las neuronas de la capa IV de V-1, denominadas células simples, son las principales responsables de que las líneas o los bordes se alineen con una orientación preferida.

Las células complejas, hacen que las líneas o bordes adopten una orientación preferida, aunque dicha línea pueda desplazarse lateral o verticalmente en una distancia determinada Las células hipercompleja, está localizada, principalmente, en las áreas de asociación visual. Estas células detectan las líneas o bordes con una longitud concreta, una forma angulada específica o un rasgo relativamente complejo.Detección del colorEl color se detecta por medio del contraste. El color contrasta con una porción blanca de la escena, que es la base del concepto de constancia del color. El contraste del color se detecta mediante un proceso antagónico, en el que ciertos colores excitan determinadas neuronas e inhiben otrasCampos visuales; campimetríaEl campo visual –el área vista por un ojo– se divide en una porción nasal (medial) y otra temporal (lateral). La exploración del campo visual de cada ojo por separado se conoce como campimetríaEfecto de las lesiones de la vía óptica sobre los campos visualesLa interrupción de las fibras que se decusan en el quiasma óptico determina una pérdida del campo visual de la mitad temporal de cada ojo, denominada hemianopsia bitemporal heterónima. La sección de un tracto óptico hace que se pierda el campo nasal del ojo ipsolateral y el temporal del contralateral, estado que se denomina hemianopsia homónima contralateralMovimientos oculares y su controlPara que se interprete de manera correcta una escena visual, el cerebro debe desplazar los ojos hasta una posición en que dicha escena se contemple adecuadamente. El movimiento ocular se debe a tres pares de músculos: los rectos medial y lateral, los rectos superior e inferior y los oblicuos superior e inferior. Estos músculos están inervados por motoneuronas de los núcleos de los pares craneales tercero, cuarto y sexto. La actividad de estas motoneuronas depende de diversas áreas del encéfalo, entre ellas las células de los lóbulos frontal, parietal y occipital; la formación reticular del tronco del encéfalo; el colículo superior; el cerebelo; y los núcleos vestibulares. Se consideran tres categorías generales de movimientos oculares: movimientos de fijación, movimientos sacádicos y movimientos de seguimiento.La fijación consiste en mover los ojos para que una parte concreta del campo visual sea enfocada en la fóvea.

La fijación voluntaria está controlada por los campos oculares frontales, el área 8 de Brodmann y un área del lóbulo occipital que representa parte de la corteza visual secundaria (área 19).Los movimientos sacádicos de los ojos constituyen un mecanismo formado por puntos sucesivos de fijación.Cuando los ojos saltan rápidamente de un objeto a otro, cada salto representa una sacudidaLos movimientos de seguimiento ocurren con la fijación ocular de objetos en movimientoEl sistema regulador de estos movimientos depende de la transmisión de la información visual hasta el cerebelo por diversas vías. Después, el cerebro activa la trayectoria del objeto y las motoneuronas correspondientes desplazan los ojos para que el objeto se mantenga enfocado en la fóvea. Los colículos superiores son los principales responsables de la orientación de los ojos y de la cabeza hacia un estímulo visual(o auditivo)Control autónomo de la acomodación y de la apertura pupilarLas fibras parasimpáticas dirigidas al ojo se originan en el núcleo de Edinger-Westphal y discurren por el nervio motor ocular común hasta el ganglio ciliar, donde nacen las fibras posganglionares que llegan al ojo con los nervios ciliares.Las fibras simpáticas se originan en la columna intermediolateral de la médula y pasan al ganglio cervical superior. Las fibras simpáticas posganglionares viajan con la arteria carótida interna y oftálmica hasta alcanzar finalmente el ojo.Si se modifica el punto de fijación ocular, el poder de enfoque del cristalino se adapta en la dirección adecuada mediante la activación pertinente de la inervación autónoma de los músculos ciliar y esfínter de la pupila de cada ojo.Las áreas del encéfalo que regulan los cambios pupilares y la convergencia están suficientemente separadas, puesto que las lesiones alteran una función, pero no la otra. Así, la pupila de Argyll-Robertson es aquella que no muestra reflejos fotomotores normales, pero sí de acomodación.