Anatomia sistemului vizual

Ochiul este principalul organ senzorial implicat în vedere (Figura 1). Undele luminoase sunt transmise prin cornee și intră în ochi prin pupilă. Corneea este învelișul transparent care acoperă ochiul. Aceasta servește ca o barieră între interiorul ochiului și lumea exterioară și este implicată în focalizarea undelor luminoase care intră în ochi. Pupila este mica deschidere din ochi prin care trece lumina, iar dimensiunea pupilei se poate modifica în funcție de nivelul de lumină, precum și de excitația emoțională. Atunci când nivelurile de lumină sunt scăzute, pupila se va dilata, sau se va extinde, pentru a permite ca mai multă lumină să intre în ochi. Atunci când nivelurile de lumină sunt ridicate, pupila se va contracta, sau va deveni mai mică, pentru a reduce cantitatea de lumină care intră în ochi. Mărimea pupilei este controlată de mușchii care sunt conectați la iris, care este porțiunea colorată a ochiului.

Figura 1. Anatomia ochiului este ilustrată în această diagramă.

După ce trece prin pupilă, lumina traversează cristalinul, o structură curbată, transparentă, care are rolul de a asigura o focalizare suplimentară. Cristalinul este atașat de mușchi care îi pot schimba forma pentru a ajuta la focalizarea luminii care este reflectată de obiectele apropiate sau îndepărtate. La o persoană cu vedere normală, cristalinul va focaliza perfect imaginile pe o mică adâncitură în partea din spate a ochiului, cunoscută sub numele de fovea, care face parte din retină, căptușeala sensibilă la lumină a ochiului. Foveea conține celule fotoreceptoare specializate și dens împachetate (figura 2). Aceste celule fotoreceptoare, cunoscute sub numele de conuri, sunt celule care detectează lumina. Conurile sunt tipuri specializate de fotoreceptori care funcționează cel mai bine în condiții de lumină puternică. Conurile sunt foarte sensibile la detalii acute și oferă o rezoluție spațială extraordinară. De asemenea, ei sunt direct implicați în capacitatea noastră de a percepe culoarea.

În timp ce conurile sunt concentrate în fovea, unde imaginile tind să fie focalizate, bastonașele, un alt tip de fotoreceptor, sunt localizate în restul retinei. Bastonii sunt fotoreceptori specializați care funcționează bine în condiții de lumină slabă și, deși nu au rezoluția spațială și funcția cromatică a conurilor, ei sunt implicați în vederea noastră în medii slab luminate, precum și în percepția mișcării la periferia câmpului nostru vizual.

Figura 2. Cele două tipuri de fotoreceptori sunt prezentate în această imagine. Conurile sunt colorate în verde, iar bastonașele sunt albastre.

Am experimentat cu toții sensibilitatea diferită a bastonașelor și a conurilor atunci când facem tranziția de la un mediu puternic luminat la un mediu slab luminat. Imaginați-vă că mergeți să vedeți un film de mare succes într-o zi senină de vară. În timp ce treceți din holul foarte luminat în sala de cinema întunecată, observați că imediat aveți dificultăți în a vedea mare lucru. După câteva minute, începeți să vă adaptați la întuneric și puteți vedea interiorul cinematografului. În mediul luminos, vederea dvs. a fost dominată în principal de activitatea conurilor. Pe măsură ce vă deplasați în mediul întunecat, activitatea bastonașelor domină, dar există o întârziere în tranziția între cele două faze. Dacă bastonașele dvs. nu transformă lumina în impulsuri nervoase atât de ușor și eficient pe cât ar trebui, veți avea dificultăți în a vedea în lumină slabă, o afecțiune cunoscută sub numele de orbire nocturnă.

Bastonașele și conurile sunt conectate (prin intermediul mai multor interneuronii) la celulele ganglionare retiniene. Axonii de la celulele ganglionare retiniene converg și ies prin partea din spate a ochiului pentru a forma nervul optic. Nervul optic transportă informațiile vizuale de la retină la creier. Există un punct în câmpul vizual numit pata oarbă: Chiar și atunci când lumina de la un obiect mic este focalizată pe pata oarbă, nu îl vedem. Nu suntem conștienți de punctele noastre oarbe din două motive: În primul rând, fiecare ochi primește o vedere ușor diferită a câmpului vizual; prin urmare, petele oarbe nu se suprapun. În al doilea rând, sistemul nostru vizual umple pata oarbă, astfel încât, deși nu putem răspunde la informațiile vizuale care apar în acea porțiune a câmpului vizual, de asemenea, nu suntem conștienți că lipsesc informații.

Nervul optic de la fiecare ochi se unește chiar sub creier într-un punct numit chiasma optică. După cum arată figura 3, chiasma optică este o structură în formă de X care se află chiar sub cortexul cerebral, în partea din față a creierului. În punctul chiasmei optice, informația din câmpul vizual drept (care provine de la ambii ochi) este trimisă în partea stângă a creierului, iar informația din câmpul vizual stâng este trimisă în partea dreaptă a creierului.

Figura 3. Această ilustrație arată chiasma optică din partea frontală a creierului și căile de acces către lobul occipital din spatele creierului, unde senzațiile vizuale sunt procesate în percepții semnificative.

După ce se află în interiorul creierului, informația vizuală este trimisă prin intermediul unui număr de structuri către lobul occipital din spatele creierului pentru procesare. Informațiile vizuale ar putea fi procesate în căi paralele care pot fi descrise, în general, ca fiind calea „ce” (calea ventrală) și calea „unde/cum” (calea dorsală). Calea „ce” este implicată în recunoașterea și identificarea obiectelor, în timp ce calea „unde/cum” este implicată în localizarea în spațiu și în modul în care se poate interacționa cu un anumit stimul vizual (Milner & Goodale, 2008; Ungerleider & Haxby, 1994). De exemplu, atunci când vedeți o minge care se rostogolește pe stradă, „calea ce” identifică ce este obiectul, iar „calea unde/cum” identifică locația sau mișcarea sa în spațiu.