visione
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L’occhio, l’organo della visione
L’occhio è l’organo di senso per la messa a fuoco dei segnali luminosi e la loro trasduzione in segnali nervosi. I meccanismi ottici utilizzati per la messa a fuoco e la rilevazione degli stimoli luminosi variano in complessità da specie a specie, dalle semplici proteine fotosensibili degli organismi unicellulari agli occhi compositi con guide d’onda degli insetti, agli occhi che utilizzano specchi concavi dei molluschi bivalvi, invece di lenti come nei vertebrati. Molte di queste soluzioni evolutive corrispondono a disegni ottimali che massimizzano l’abilita risolutiva e la sensibilità agli stimoli visivi nei diversi habitat.
Anatomia e fisiologia dell’occhio
L’occhio dell’uomo ha una forma quasi sferica (bulbo) di circa 24 mm di diametro ed è situato nell’orbita del cranio. La parte anteriore presenta un rigonfiamento anch’esso quasi sferico di circa 12 mm di diametro, costituito da una membrana trasparente detta cornea. Il resto del bulbo è rivestito da una membrana connettivale biancastra, traslucida e anelastica: la sclerotica, o sclera. All’interno della sclera si trova una membrana pigmentata e ricca di vasi, l’uvea, che consta di 3 porzioni: la coroide, con funzione nutritizia grazie alla ricchezza di vasi sanguigni e posta posteriormente; il corpo ciliare, costituito, oltre che da elementi vascolari, da fibre muscolari, il cosiddetto muscolo ciliare, la cui contrazione determina un aumento della curvatura del cristallino e del suo potere diottrico convergente; l’iride, che forma la parte anteriore della tunica vascolare, e precisamente quella che traspare attraverso la cornea e che può assumere diversi colori. L’iride presenta al centro un forame, detto pupilla, che si restringe sino a circa 2 mm sotto l’azione della luce, dilatandosi invece sino a circa 9 mm con l’oscurità (riflesso fotomotore). All’occhio sono annessi la congiuntiva e l’apparato lacrimale che hanno funzioni protettive e ottiche. La tunica nervosa, o retina, tappezza tutta la cavita del bulbo oculare, dal polo posteriore al contorno del foro pupillare; presenta una piccola deflessione nella parte posteriore del quadrante temporale a 5o di eccentricità dall’asse ottico, corrispondente alla fovea. La retina è la membrana fotosensibile che effettua prima la traduzione del segnale luminoso in segnale elettrico e nervoso a opera dei fotorecettori (➔ fototrasduzione), poi un’analisi locale del segnale grazie a circuiti altamente specializzati, inviando le informazioni elaborate ai centri visivi del talamo tramite il nervo ottico che fuoriesce dall’occhio (papilla ottica) a 11o di eccentricità orizzontale nel quadrante nasale della retina. La fovea corrisponde alla porzione di retina con massima densità di fotorecettori. L’occhio ruota per mezzo di sei muscoli extraoculari inseriti sulla sclera. Il globo oculare è protetto da consistenti depositi di grasso che lo circondano all’interno dell’orbita, e da mobili strati di tessuto conosciuti come palpebre. La rapida chiusura delle palpebre (ammiccamento) ha la funzione di detergere e idratare la superficie dell’occhio con il liquido lacrimale che ricopre piccole imperfezioni ottiche. In condizioni normali, automaticamente chiudiamo le palpebre circa una volta ogni 4 s e il ciclo di completa chiusura e riapertura dell’occhio necessita di circa un terzo di secondo: per meta di questo tempo, le palpebre restano completamente chiuse, riducendo del 90% la luce che raggiunge la retina. Raramente percepiamo questi oscuramenti transienti perché selettivamente soppressi centralmente. I mezzi rifrangenti dell’occhio, che i raggi luminosi devono attraversare prima di giungere a stimolare gli elementi sensoriali della retina sono: la cornea, l’umor acqueo, il cristallino (lente biconvessa dietro la pupilla), il corpo vitreo (massa trasparente e gelatinosa). L’ottica dell’occhio corrisponde a una lente variabile da ca. 60 a 72 diottrie (D), di cui circa 44 sono fornite dalla cornea e la restante parte dal cristallino che, variando curvatura, varia il suo potere diottrico da 16 D a 28 D. La funzione del cristallino è quella di mettere a fuoco sulla retina l’immagine di oggetti a diverse distanze dall’occhio (accomodamento). Il cristallino non è omogeneo, ma l’indice di rifrazione varia per i diversi strati di cui è composto crescendo verso l’interno. L’asse visuale dell’occhio corrisponde a una linea che passa dal punto nodale (che si trova circa a 7 mm dal vertice corneale) e dal centro della fovea e corrisponde alla posizione retinica dell’immagine fissata. L’asse visuale non coincide con l’asse ottico del sistema, da cui dista di ca. 5o di angolo visivo. La qualità di un’immagine dipende dalla diffrazione della pupilla, dalle aberrazioni introdotte dalla cornea e dal cristallino. Ulteriori aberrazioni vengono generate da piccoli difetti di curvatura dei mezzi ottici e questi errori si sommano. Tuttavia gli errori della cornea e del cristallino spesso si compensano, cosicché la qualità del sistema risulta migliore di quella delle singole componenti. L’immagine di un piccolo punto all’infinito in un occhio con una pupilla di 3 mm produce un cerchio con diametro di circa 0,8' d’arco visivo (➔ acuita visiva) dovuto sia alle aberrazioni ottiche sia alla diffrazione della pupilla. Questo valore corrisponde a circa 2 volte lo spessore degli elementi fotosensibili più piccoli della retina. Patologie dell’occhio. Relativamente frequenti sono i disturbi della mobilità oculare, i vizi di rifrazione dell’occhio che comportano un’errata messa a fuoco dell’immagine (miopia, ipermetropia, astigmatismo), le alterazioni di suoi elementi strutturali come cornea (cheratiti), uvea (uveiti), retina (retinopatie, distacco retinico), cristallino (cataratta); i processi infiammatori a carico degli annessi oculari come congiuntiva (congiuntivite), palpebre (blefariti), sacchi lacrimali (dacriocistite), ecc.