Anatomia del sistema visivo

L’occhio è il principale organo sensoriale coinvolto nella visione (Figura 1). Le onde luminose sono trasmesse attraverso la cornea ed entrano nell’occhio attraverso la pupilla. La cornea è la copertura trasparente dell’occhio. Serve da barriera tra l’occhio interno e il mondo esterno, ed è coinvolta nella focalizzazione delle onde luminose che entrano nell’occhio. La pupilla è la piccola apertura nell’occhio attraverso la quale passa la luce, e la dimensione della pupilla può cambiare in funzione dei livelli di luce e dell’eccitazione emotiva. Quando i livelli di luce sono bassi, la pupilla si dilata, o si espande, per permettere a più luce di entrare nell’occhio. Quando i livelli di luce sono alti, la pupilla si restringe, o diventa più piccola, per ridurre la quantità di luce che entra nell’occhio. La dimensione della pupilla è controllata da muscoli che sono collegati all’iride, che è la parte colorata dell’occhio.

Figura 1. L’anatomia dell’occhio è illustrata in questo diagramma.

Dopo aver attraversato la pupilla, la luce attraversa la lente, una struttura curva e trasparente che serve a fornire ulteriore messa a fuoco. La lente è attaccata ai muscoli che possono cambiare la sua forma per aiutare a focalizzare la luce riflessa da oggetti vicini o lontani. In un individuo normovedente, la lente mette perfettamente a fuoco le immagini su una piccola rientranza nella parte posteriore dell’occhio nota come fovea, che fa parte della retina, il rivestimento sensibile alla luce dell’occhio. La fovea contiene cellule fotorecettrici specializzate densamente imballate (Figura 2). Queste cellule fotorecettrici, conosciute come coni, sono cellule che rilevano la luce. I coni sono tipi specializzati di fotorecettori che funzionano meglio in condizioni di luce intensa. I coni sono molto sensibili ai dettagli acuti e forniscono un’enorme risoluzione spaziale. Sono anche direttamente coinvolti nella nostra capacità di percepire i colori.

Mentre i coni sono concentrati nella fovea, dove le immagini tendono ad essere focalizzate, i bastoncelli, un altro tipo di fotorecettore, si trovano in tutto il resto della retina. I bastoncelli sono fotorecettori specializzati che funzionano bene in condizioni di scarsa luminosità, e mentre mancano della risoluzione spaziale e della funzione cromatica dei coni, sono coinvolti nella nostra visione in ambienti scarsamente illuminati così come nella nostra percezione del movimento alla periferia del nostro campo visivo.

Figura 2. I due tipi di fotorecettori sono mostrati in questa immagine. I coni sono colorati di verde e i bastoncelli sono blu.

Abbiamo tutti sperimentato la diversa sensibilità dei bastoncelli e dei coni quando si passa da un ambiente molto illuminato a un ambiente poco illuminato. Immaginate di andare a vedere un film di successo in una chiara giornata estiva. Mentre camminate dall’atrio illuminato al buio della sala, notate che avete immediatamente difficoltà a vedere qualcosa. Dopo qualche minuto, cominci ad abituarti all’oscurità e riesci a vedere l’interno del cinema. Nell’ambiente luminoso, la tua visione era dominata principalmente dall’attività dei coni. Quando si passa all’ambiente buio, l’attività dei bastoncelli domina, ma c’è un ritardo nella transizione tra le fasi. Se i bastoncelli non trasformano la luce in impulsi nervosi facilmente ed efficientemente come dovrebbero, avrete difficoltà a vedere in condizioni di scarsa luminosità, una condizione nota come cecità notturna.

I bastoncelli e i coni sono collegati (attraverso diversi interneuroni) alle cellule gangliari della retina. Gli assoni delle cellule gangliari retiniche convergono ed escono attraverso la parte posteriore dell’occhio per formare il nervo ottico. Il nervo ottico trasporta le informazioni visive dalla retina al cervello. C’è un punto nel campo visivo chiamato punto cieco: Anche quando la luce di un piccolo oggetto è focalizzata sul punto cieco, non lo vediamo. Non siamo consapevoli dei nostri punti ciechi per due motivi: In primo luogo, ogni occhio ha una visione leggermente diversa del campo visivo, quindi i punti ciechi non si sovrappongono. In secondo luogo, il nostro sistema visivo riempie il punto cieco in modo che, anche se non possiamo rispondere alle informazioni visive che si verificano in quella porzione del campo visivo, non siamo nemmeno consapevoli che le informazioni mancano.

Il nervo ottico di ogni occhio si fonde appena sotto il cervello in un punto chiamato chiasma ottico. Come mostra la figura 3, il chiasmo ottico è una struttura a forma di X che si trova appena sotto la corteccia cerebrale nella parte anteriore del cervello. Nel punto del chiasmo ottico, le informazioni del campo visivo destro (che proviene da entrambi gli occhi) sono inviate al lato sinistro del cervello, e le informazioni del campo visivo sinistro sono inviate al lato destro del cervello.

Figura 3. Questa illustrazione mostra il chiasma ottico nella parte anteriore del cervello e i percorsi verso il lobo occipitale nella parte posteriore del cervello, dove le sensazioni visive sono elaborate in percezioni significative.

Una volta all’interno del cervello, le informazioni visive sono inviate attraverso una serie di strutture al lobo occipitale nella parte posteriore del cervello per l’elaborazione. Le informazioni visive possono essere elaborate in percorsi paralleli che possono essere generalmente descritti come il “percorso del cosa” (il percorso ventrale) e il percorso del “dove/come” (il percorso dorsale). La “via del cosa” è coinvolta nel riconoscimento e nell’identificazione dell’oggetto, mentre la “via del dove/come” è coinvolta con la localizzazione nello spazio e come si può interagire con un particolare stimolo visivo (Milner & Goodale, 2008; Ungerleider & Haxby, 1994). Per esempio, quando si vede una palla che rotola lungo la strada, la “via del cosa” identifica ciò che l’oggetto è, e la “via del dove/come” identifica la sua posizione o movimento nello spazio.