Cómo funciona el ojo: papel de la retina, funciones de las partes del ojo

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¿Cuáles son las funciones del ojo? Información sobre el enfoque de la imagen, papel de la retina, funciones de las partes del ojo.

CÓMO FUNCIONA EL OJO

La visión es un proceso muy complejo en el que los rayos de luz que ingresan al ojo se enfocan en la retina, donde se convierten en impulsos nerviosos que luego se codifican y se llevan al cerebro.

Enfocando la imagen.

La luz que llega a la córnea se dobla en la superficie de la córnea debido a la gran diferencia en los índices de refracción entre los dos medios, el aire y la córnea, y al ángulo en el que llega a la córnea. La mayor parte del enfoque de la imagen se logra aquí, ya que hay relativamente pocas diferencias en los índices de refracción de la córnea, el cristalino y los humores acuoso y vítreo.

Cómo funciona el ojo: papel de la retina, funciones de las partes del ojo

Sin embargo, se requiere un dispositivo de enfoque fino controlado por el sistema nervioso para llevar la imagen a un registro preciso en la retina. Este dispositivo es la lente. Cuando los músculos ciliares, que están unidos al cristalino por ligamentos, se contraen, la tensión en el cristalino disminuye y el cristalino se vuelve más esférico debido a su propia elasticidad. La relajación de los músculos ciliares aumenta la tensión del cristalino y lo aplana. El proceso por el cual los impulsos nerviosos controlan la contracción y relajación del músculo ciliar y, por tanto, el grado de curvatura del cristalino, se denomina acomodación.

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En algunas personas, el globo ocular es demasiado largo para que el cristalino enfoque una imagen de un objeto distante con precisión en la retina. En cambio, la imagen cae frente a la retina. Se dice que estas personas son miopes porque su visión de los objetos cercanos no se ve afectada. En las personas con hipermetropía, el globo ocular a veces es demasiado corto y la imagen de un objeto cercano está enfocada de modo que queda detrás de la retina. En las personas mayores, la hipermetropía suele deberse a una pérdida natural de elasticidad del cristalino. La miopía y la hipermetropía generalmente se pueden corregir con anteojos o lentes de contacto.

Regulación de la cantidad de luz.

La cantidad de luz que ingresa al ojo se puede controlar un poco cerrando parcialmente el párpado y variando el diámetro de la pupila. El tamaño de la pupila está regulado por los músculos circulares del iris, que se contraen gradualmente para detener o cerrar la abertura. El diámetro de la pupila puede variar 4 veces, lo que equivale a una variación de 16 veces en su área.

El flujo de los impulsos nerviosos que controlan tanto la acomodación como el diámetro de la pupila se rige por la información sensorial transmitida desde la retina al sistema nervioso central donde, a su vez, da lugar a impulsos motores en los nervios que inervan los músculos correspondientes. Las trayectorias reflejas involuntarias proporcionan ajustes continuos de la curvatura del cristalino, el diámetro de la pupila y la posición del ojo.

Papel de la Retina.

Los rayos de luz que llegan a la retina pasan primero a través de varias capas antes de llegar a los fotorreceptores, que apuntan lejos de la luz. Una explicación razonable de esta aparente inversión de la retina es que los fotorreceptores deben mantener contacto con el epitelio densamente pigmentado para su crecimiento y para la regeneración de sus pigmentos visuales. Si los fotorreceptores se enfrentaran a la luz, el epitelio opaco se situaría entre la luz y los fotorreceptores, lo que provocaría una reducción severa de la intensidad de la luz.

Las porciones externas de los fotorreceptores están densamente empaquetadas con pigmentos fotosensibles que capturan la luz. Estos pigmentos son similares en química pero difieren en la región del espectro visible a la que son más sensibles. En el ojo humano, todas las varillas contienen el mismo pigmento, pero los conos pueden contener uno de los tres pigmentos: uno de máxima sensibilidad a la luz azul, otro a la luz verde y un tercero a la luz amarilla. Los pigmentos del cono funcionan en la visión del color.

Cuando las moléculas de pigmento captan algo de luz dentro de un fotorreceptor, se inician cambios químicos y estructurales en las moléculas. Estos cambios resultan en una alteración de la permeabilidad de la membrana de la célula a ciertos iones en su entorno. El resultado de este cambio de permeabilidad es un voltaje transitorio cuya magnitud es proporcional a la velocidad a la que el fotorreceptor absorbe la luz. Este fenómeno es un ejemplo de lo que se conoce como código neural, es decir, la transformación de las cualidades de un estímulo externo, en este caso la intensidad de la luz, en impulsos nerviosos inteligibles para el cerebro.

En las uniones entre el fotorreceptor, las células horizontales y las células bipolares hay regiones sinápticas que, cuando se activan por cambios de voltaje, liberan sustancias químicas transmisoras que atraviesan los diminutos espacios sinápticos y excitan las células bipolares y horizontales. A continuación, se inicia un cambio de voltaje en estas células que, a su vez, provoca descargas eléctricas en una célula ganglionar. Los impulsos eléctricos luego se transmiten al cerebro, donde activan las regiones cerebrales apropiadas. Los trenes de impulsos eléctricos producidos por las células nerviosas que codifican el estímulo visual son análogos a los impulsos transportados en un cable telefónico que codifican una voz hablante.

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Debido a que el sistema visual funciona en un rango enorme de intensidades, desde la tenue luz de la luna hasta la luz del sol brillante, el ojo debe ajustar su rango operativo para adaptarse a las condiciones cambiantes. Sin embargo, no puede, al mismo tiempo, responder completamente a los extremos de intensidad porque las demandas impuestas al sistema visual por la percepción en luces brillantes y tenues son mutuamente excluyentes. La visión con poca luz exige una alta sensibilidad que se obtiene al reunir energía luminosa sobre una gran área de la retina durante un período de tiempo relativamente largo. Por otro lado, para la percepción de detalles finos y movimientos rápidos, el sistema visual debe distinguir la actividad nerviosa de las áreas retinianas adyacentes pequeñas y debe responder rápidamente. Esto puede ocurrir solo cuando la intensidad de la luz es alta.

El ojo resuelve este dilema utilizando dos subsistemas:

uno que funciona bien a niveles de intensidad de luz diurna brillante y un segundo que funciona cuando la luz es tenue. La visión a la luz del día se logra principalmente en la región foveal, donde hay una densa concentración de conos. Los bastones, que son numerosos en todas partes excepto en la fóvea, funcionan con luz débil y se inactivan con la luz brillante. Cuando una persona pasa de la luz del sol brillante a una habitación oscura o de una habitación oscura a una luz brillante, el ojo necesita unos minutos para cambiar de un sistema a otro.

Las vías neuronales de los dos sistemas juegan un papel crucial en la organización de la imagen visual. Cada célula nerviosa de la retina recibe muchas influencias sinápticas de sus células vecinas. Algunos de estos son estimulantes, otros son inhibidores. La respuesta de la célula nerviosa a estas influencias refleja un equilibrio entre las diversas entradas. Mediante el uso de influencias excitadoras e inhibidoras, la retina puede enfatizar ciertos aspectos del estímulo visual que son importantes para el observador, y puede restar importancia a otros aspectos no tan importantes.

Otra forma fundamental en la que las redes nerviosas organizan la respuesta visual es mediante la representación punto a punto de la superficie de la retina en la corteza visual, la parte de la corteza cerebral del cerebro que se ocupa de la visión. Durante el desarrollo embrionario del ojo y el cerebro, las fibras nerviosas de la retina que crecen hacia el cerebro terminan de acuerdo con un patrón determinado genéticamente en el que los nervios de las áreas retinianas adyacentes ocupan posiciones vecinas en un área cerebral particular. La importancia funcional de esta disposición se ve en estudios con animales donde se encuentra que la interacción nerviosa entre áreas retinianas vecinas es un mecanismo fundamental en la discriminación del contorno, la visión del color y la detección de movimiento.

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