UNIVERSIDAD DE ALCALÁ ¿Cómo funciona nuestro cerebro? 2015 Ilusiones ópticas https://www.youtube.com/watch?v=y2zclVNilKQ TEMA 4. Índice 4.1. Elementos de la visión 4.1.1. Embriología del ojo 4.1.2. Anatomía de ojo 4.1.3. Formación de la imagen, retina 4.2. Percepción del color e intensidad de la luz 4.3. Circuitos retínales 4.4. Vías centrales de la visión 4.5. Dominios funcionales de la corteza 4.6. Percepción visual La forma del ojo humano es de una esfera de 24 mm de diámetro. Su función es la de producir una imagen óptica sobre una capa de células sensibles a la luz. El mecanismo de esta acción es como la que ocurre en las cámaras fotográficas: Un sistema de lentes forma una imagen invertida sobre una placa fotográfica: la retina. Seres vivos triblásticos Ectodermo Mesodermo Endodermo. Día18----------------24----------------33--------------55 Día18 posterior a la implantación en el prosencefalo aparece una pequeña evaginación lateral que es lo que va a formar la vesícula óptica, la cual está conectada con el diencéfalo por un pedúnculo óptico. Engrosamiento de la córnea Desarrollo capa pigmentaria de la retina Pared posterior Fibras más centrales del ojo comienzan desarrollaran el a multiplicarse cristalino Engrosamiento de la retina. Capas de retina Pedúnculo óptico encierra la arteria y el nervio óptico Desarrollo de la coroides y esclerótica Cierre del cristalino, formación iris y pupila Desarrollo del humor vítreo Entre cristalino y retina Ojo sensible a la luz 7 Mes ELEMENTOS DEL OJO 1. Cornea 2. Iris ---- Pupila 3. Cristalino 4. Cámara anterior 5. Retina 6. Coroides 7. Esclerótica 8. Nervio óptico ELEMENTOS DEL OJO 1. Cornea 2. Iris ---- Pupila 3. Cristalino 4. Cámara anterior 5. Humor Vítreo 6. Retina 7. Coroides 8. Esclerótica 9. Nervio óptico Es la parte frontal transparente del ojo humano que cubre el iris, la pupila y la cámara anterior. Tiene un diámetro de 11 mm, un grosor de 1 mm en el exterior y 0.5 mm en la zona central. No se encuentra vascularizada CAPAS • • • • • Epitelio corneal Lámina elástica anterior (Browman) Sustancia propia (parte más gruesa) Lámina elástica posterior Endotelio La transparencia de la córnea depende del mantenimiento de una presión intraocular normal, así como el equilibrio osmótico respecto de los líquidos circundantes La córnea esta inervada por fibras sensitivas del nervio trigémino ELEMENTOS DEL OJO 1. Cornea 2. Iris ---- Pupila 3. Cristalino 4. Cámara anterior 5. Humos Vítreo 6. Retina 7. Coroides 8. Esclerótica 9. Nervio óptico Pupila-Iris: El iris es la membrana coloreada y circular del ojo que separa la cámara anterior de la cámara posterior Posee un apertura central de tamaño variable que comunica las dos cámaras llamada pupila Su función principal es controlar la cantidad de luz que penetra dentro del ojo Control Músculo dilatador del iris: encargado de aumentar el tamaño de la pupila (midriasis). Músculo esfínter del iris: encargado de disminuir el tamaño de la pupila (miosis). ELEMENTOS DEL OJO 1. Cornea 2. Iris ---- Pupila 3. Cristalino 4. Cámara anterior 5. Humor Vítreo 6. Retina 7. Coroides 8. Esclerótica 9. Nervio óptico Cristalino: Esta al igual que la córnea es una lente que no posee vascularización. En vida el cristalino es transparente, incoloro y elástico En el feto es prácticamente agua, al nacer y entorno a los 30 años empieza a perder agua y convertirse en una estructura más densa CAPAS • Cápsula • Epitelio • Sustancia del cristalino ELEMENTOS DEL OJO 1. Cornea 2. Iris ---- Pupila 3. Cristalino 4. Cámara anterior 5. Humor Vítreo 6. Retina 7. Coroides 8. Esclerótica 9. Nervio óptico Cámara anterior: Es un espacio que se encuentra entre la córnea y el cristalino, éste espacio se encuentra lleno de un líquido llamado Humor acuoso Es producido por los procesos ciliares Este líquido circula libremente aportando los elementos necesarios para las células de las estructuras anteriores Canal de Schelemm por el cual se elimina el humor acuoso sobrante Producción Humor acuoso Eliminación Humor acuoso GLAUCOMA Glaucoma : La pérdida de la vista por deterioro del nervio óptico. La causa no se conoce exactamente pero se piensa se debe a una elevada presión intraocular. Existen dos tipos principales de glaucoma: el de ángulo abierto, o primario, y el de ángulo cerrado. ELEMENTOS DEL OJO 1. Cornea 2. Iris ---- Pupila 3. Cristalino 4. Cámara anterior 5. Humor Vítreo 6. Retina 7. Coroides 8. Esclerótica 9. Nervio óptico Humor vítreo : Es el líquido gelatinoso y transparente que rellena el espacio comprendido entre el cristalino y la retina Es mucho más denso que el humor acuoso Mantener la forma del ojo y permitir que la retina se encuentre uniforma para poder recibir imágenes No se renueva, sólo se forma durante la vida embrionaria Posee unas células que eliminan desechos que se pueden producir Depósito de estos desechos sobre retina: Moscas volantes ELEMENTOS DEL OJO 1. Cornea 2. Iris ---- Pupila 3. Cristalino 4. Cámara anterior 5. Humor vítreo 6. Retina 7. Coroides 8. Esclerótica 9. Nervio óptico Retina: Es el tejido sensible a la luz situado en la parte posterior del ojo. La retina es tejido nervioso modificado y consta de varias capas celulares que veremos a continuación. . ELEMENTOS DEL OJO 1. Cornea 2. Iris ---- Pupila 3. Cristalino 4. Cámara anterior 5. Humor Vítreo 6. Retina 7. Coroides 8. Esclerótica 9. Conjuntiva Conjuntiva: Es una membrana que recubre la esclerótica y la parte interna de los párpados. Permite o facilita el movimiento del ojo. Esclerótica: Es la membrana de color blanco, gruesa, resistente y rica en fibras de colágeno que constituye la cama más externa del globo ocular. (El blanco del ojo). Está constituida por tres capas: Fusca: interna/muchos vasos sanguíneos Fibrosa: Fibra de colágeno Espiesclera: Membrana que facilita el movimiento del ojo. Coroides: : Es una membrana que se encuentra entre la esclerótica y la retina del ojo. Está muy vascularizada y en la parte posterior tienen un orificio por el que sale el nervio óptico. Su función principal el mantener la temperatura del ojo y suministrar nutrientes a varias partes del ojo REFRACCIÓN: Cambio de dirección de la trayectoria de la luz cuando pasa de un medio a otro. Esto ocurre porque hay una diferencia de la velocidad de la luz en ambos medios. Esta diferencia es lo que se conoce como índice de refracción. REFRACCIÓN OJO: CORNEA CRISTALINO REFRACCIÓN OJO: CORNEA Las imágenes del mundo exterior han de llegar a la retina para poder ser vistos. En este camino del exterior a la retina participan dos estructuras que son la córnea y el cristalino que forman el aparato refractario de los organismos. CRISTALINO ACOMODACIÓN PUPILA: El estrechamiento de la pupila produce un cambio en la cantidad de rayos que entran dentro del ojo lo que implica que se eliminan esas aberraciones El tamaño de la pupila está controlado por unos músculos que son los músculos ciliados que están inervados o controlados por el sistema simpático y parasimpático. Todos los órganos que hemos visto anteriormente lo que hacen o su función es enviar la luz hacia la retina que es realmente la encargada de transformar la luz en impulso nervioso. Zona interna Fotorreceptores RETINA Zona Externa Melanina Absorber la luz en exceso que no es captada por la retina, de esta manera se evitan difracciones de la luz ESCLERÓTIDA COROIDES EPITELIO PIGMENTARIO FOTORRECEPTORES CÉLULAS BIPOLARES CÉLULAS HORIZONTALES CÉLULAS AMACRINAS CÉLULAS GANAGLIONARES El sistema de bastones tiene muy baja resolución espacial, pero son extremadamente sensibles a la luz; por lo tanto esta especializado en la sensibilidad a expensas de la resolución. El sistema de conos tiene muy alta resolución espacial, pero es relativamente insensible a la luz; por lo tanto está especializado en la agudeza a expensas de la sensibilidad. L U Z I N F O R M A C I Ó N Densidad de conos y bastones. Suele haber más bastones que conos a excepción: MÁCULA: es una mancha amarilla localizada en la retina donde se encuentra la Fóvea FÓVEA: Área de la retina que posee una gran densidad de conos y bastones. Gran agudeza visual. Agudeza visual es máxima--Fóvea. Punto de lectura GRAN MOVIMIENTO OCULAR Tipos de desprendimiento de la retina. 1.- Laceración: El cuerpo vítreo penetra entonces en el espacio entra las dos hojuelas y las separa. 2.- Cicatrices terminales en la pared del ojo ejercen tracción sobre la desprenden hasta que se separa. Suele aparecen en personas diabéticas 3.- Acumulación de líquido debajo de la retina, lo que hace que se separe de la pared posterior del ojo. Esto suele ser posible después de un trauma del bulbo ocular lo que causa inflamación o hemorragia. CONOS----TRICROMATRAS CONOS CRS X CRS 7 Genes son muy semejantes DICROMATRAS VERDE/AZUK ROJO/AZUL CARTAS DE ISHIHARA CARTAS DE ISHIHARA El sistema de bastones tiene muy baja resolución espacial, pero son extremadament e sensibles a la luz; por lo tanto esta especializado en la sensibilidad a expensas de la resolución. El sistema de conos tiene muy alta resolución espacial, pero es relativamente insensible a la luz; por lo tanto está especializado en la agudeza a expensas de la sensibilidad. Tanto los conos como los bastones se adaptan para trabajar en un rango de valores, los conos son los que poseen mecanismos de adaptación más eficaces. Visión escotópica: Visión mesotópica Visión fotópica A niveles muy bajos de iluminación solo los bastones se activan. Niveles de iluminación que activan tanto a los conos como a los bastones. Niveles de iluminación donde los conos son los únicos activos. Los conos no tienen suficiente estímulo para discriminar el ruido. La iluminación satura a los bastones. Sus canales no pueden abrirse. FOTOTRANSDUCCIÓN CONOS: Thomas Young Visión en colores: Poder ver en colores implica la comparación de las respuestas retinanas a diferentes longitudes de onda. Intervienen: Conos: Van a responder a distintas longitudes de onda. Neuronas corteza visual: Van a discriminar y procesar la información que les llega desde la retina. Su conexión exacta se desconoce Aunque la existencia de conos explica los colores percibidos. La percepción del color está fuertemente influenciada por el contexto. El contexto http://www.educacionplastica.net/ilusiones.htm Contraste de color Constancia de color Un mismo espectro de λ parece muy diferente en función de lo que le rodea Un distinto espectro de λ parece muy similar en función de lo que le rodea El contexto http://www.purveslab.net/seeforyourself/ El contexto http://www.purveslab.net/seeforyourself/ ILUMINACIÓN Además del color, la mayor parte de la información de las imágenes visuales consiste en una diferencia de intensidad de luz espacial. Células ganglionares Distinguen dos tipos de células ganglionares: ENCENDIDO (mucha intensidad de luz, producen su activación o su respuesta) APAGADO (poca intensidad lumínica provoca que se desconecten las primeras y se activan estas segundas). Contribuyen a la información que captan los conos y los bastones ILUMINACIÓN Un cono estimulado por la luz excita una célula bipolar e inhibe otra. Ambas contraen después una sinapsis excitatoria con una célula ganglionar diferente, la primera capaz de producir potenciales de acción. APARATO LACRIMAL Las lágrimas están compuestas por 98% de agua y el restante 2% principalmente de electrólitos y proteínas (la más representada es la lisozima).. La secreción lagrimal se vierte desde las glándulas en los conductos excretores y de aquí en la bolsa conjuntival; en este sitio, junto con las secreciones de las glándulas mucosas y sebáceas, se extiende, gracias a los movimientos de los párpados, sobre la superfi cie conjuntival y corneal para formar, en este último caso, la llamada película lagrimal. Las funciones principales de la película son ópticas, protectoras y nutrititivas El aparato lacrimal es el encargado de producir las lágrimas SECRETOR Glándulas principal y glándulas accesorias EXCRETOR Puntos lagrimales, canales lagrimales bolsa lagrimal y conducto nasolagrimal Glándulas accesorias Y Conjuntivales Glándulas principal Continúa Estímulo LÁGRIMAS DE COCODRILO Se observa en algunos pacientes debido a una reconducción errónea de las eferencias parasimpáticas de la glándula salival a causa de una lesión: la regeneración de las fibras dañadas tiene lugar de manera desordenada, de modo que las fibras nuevas, que tenían por destino original a la glándula salival, van a inervar la glándula lagrimal, por lo cual cada vez que hay un estímulo gustativo se activa el fenómeno lagrimal. Toda el área espacial a partir de la cual puede formarse la imagen visual completa del ojo, se conoce como "campo de visión". Visión binocular y visión panorámica: En todos los animales con dos ojos, aunque estén situados lateralmente, existe un área en la que se superponen centralmente los campos visuales (área de visión binocular). La situación más abierta de los ojos de los herbívoros (vaca, caballo), los capacita para gozar de un amplio campo de visión lateral monocular (visión panorámica), Los axones de las células ganglionares abandonan la retina por una región denominada disco óptico. Es aquí donde todos los axones se reúnen para formar el nervio óptico. PUNTO CIEGO Ésta región no contiene fotorreceptores y por lo tanto es insensible a la luz. Es lo que conocemos como PUNTO CIEGO. Para localizar el punto ciego del ojo derecho: 1.- Sostenga el papel a 30-40 cm 2.- Cierre el ojo izquierdo 3.- Fije la vista sobre el círculo 4.- Con un lápiz en la mano derecha (y sin dejar de mirar al círculo), desplace el lápiz desde el + hacia el círculo. 5.- Marque el punto donde deje de ver el lápiz. 6.- Siga moviendo el lápiz hasta que este vuelva a aparecer y másquelo Nervio óptico: Información de un ojo Tracto óptico: Información de dos ojo Proyecciones de los campos visuales en las retinas. Las imágenes por acción de la cornea, el cristalino y la pupila se proyecta sobre la retina de manera investida. Podemos dividir el campo visual en diferentes cuadrantes los cuales se representarán de manera diferente en cada una de las retinas de los dos ojos. Tenemos cuadrantes nasales y cuadrantes temporales Los campos visuales se van a proyectar en áreas diferentes de cada una de las retinas. La información que proviene de las retinas sale del ojo a través del nervio óptico de una manera directa. El campo visual binocular implica que: El hemicampo binocular izq. involucra el campo visual nasal del ojo derecho y el campo visual temporal izquierdo. Parte de la información visual de cada una de las retinas se cruza en el quiasma óptico. Otra parte de la información sigue por su lado correspondiente. (60%-40%) Los axones de las células ganglionares nasales de las retinas izq./drcha. Cruzan el quiasma óptico mientras que los axones de las células ganglionares temporales siguen su camino directo Los axones de las células ganglionares tras cruzarse en el quiasma óptico viajan por el tracto óptico hasta llegar al núcleo geniculado del tálamo. Otros axones contactaran con región pretectal, núcleo supraquiasmático del hipotálamo (día/noche) y colículo superior. REGION PRETECTAL Centro de coordinador para el reflejo fotomotor. (Control de los moimientos de las pupilas) COLÍCULO SUPERIOR Coordina los movimientos cefálicos y oculares hacia puntos diana visuales Visión inconscente Células magnocelulares: Grandes y ramificadas Células parvocelulares: Pequeñas Esta zona cerebral al igual que el núcleo geniculado lateral decimos que tienen una estructura RETINOTÓPICA, porque se organiza en el mismo patrón de la recepción de la retina RETINOTÓPICA, porque se organiza en el mismo patrón de la recepción de la retina De las seis láminas sobrepuestas de las que está constituido el núcleo geniculado lateral las láminas I, IV y VI reciben las fibras de la retina nasal contralateral y las láminas II, III y V juntan las fibras de la retina temporal, de manera que las dos mitades correspondientes de la retina de ambos ojos están en orden casi alterno en las diferentes capas, con una organización topográfica. En consecuencia, cada lámina contiene una representación del hemicampo visual contralateral en correspondencia con las láminas contiguas. De manera similar el recorrido de las radiaciones ópticas hasta la corteza estriada acerca de la transmisión de información superior e inferior realizan una giro alrededor del cuerpo lateral del ventrículo lateral ÀREA VISUAL PRIMARIA ÁREA 17 DE BRODMAN Cisura Carcarina Casi la totalidad de las fibras provenientes de las neuronas del cuerpo geniculado lateral termina en la corteza estriada, en el área 17 de Brodmann, que en el ser humano se encuentra a lo largo de los bordes de la cisura calcarina. Todavía, las proyecciones geniculoestriadas se organizan según el orden retinotópico. En el área 17 de cada uno de los hemisferios se encuentra representado el hemicampo IMÁGENES ESPECULARES EN DOS HEMISFERIOS Wiesel y Hubel premio Nobel en 1981 I Células piramidales: Con dendritas, alargadas y con transmisión de glutamato Células estrelladas: No poseen tantas dendritas y utilizan como neurotransmisore s el GABA II III IV V VI Wiesel y Hubel premio Nobel en 1981 I II III IV V VI Estudios anatómicos y electrofisiológicos en monos condujeron al descubrimiento de numerosas áreas en los lóbulos occipital, parietal y temporal que participan en el procesamiento de la información visual. Cada una de ésta áreas contienen un mapa del espacio visual y es dependiente en gran medida de la corteza visual primaria. V1: Contiene el mapa punto a punto de la retina. Sus células están dispuestas V2: en diferentes módulos o columnas. Cada una de Esta región informa estas columnas tiene sobre la forma y la preferencia para profundidad para responder ante poder discriminar la orientaciones de los distancia a la que se estímulos. encuentra un objeto V4: V3: Esta región está especializada Esta región en la visión del color. Somos involucrada en el capaces de reconocer un color análisis de la forma o aunque haya poca intensidad movimiento dinámico lumínica y esto se debe a que éste área cerebral es capaz de contrastar las intensidades que recibe con las generales. V5: Se encarga del análisis del movimiento. V6: Analiza la posición de un objeto en el espacio Visión resumen https://www.youtube.com/watch?v=_kvPa77FVSQ Visión Inconsciente https://www.youtube.com/watch?v=FAZvXE1Qf_Y También nuestro sistema visual en unión con el sistema cognitivo es capaz de reconocer un objeto independientemente de la condición en la que se observa Este concepto, que la visión es un proceso creativo y no pasivo, ha sido apreciado recientemente Filósofos empíricos británicos del siglo XVII y XVIII John Locke and George Berkeley quienes consideraban que la percepción era solo el empalme de una serie de sensaciones de forma aditiva Actualmente se considera un proceso creativo y activo, esta idea fue iniciada por psicólogos alemanes en el siglo XX: Max Werthrimer, Kurt Koffka y Wolfgang Köhler, quienes fundaron la escuela de psicología Gelstalt Patrón sólido Proximidad Patrón Ambiguo Figura/Fondo Edgar Rubin Peces y Patos Escher “Nuestros ojos están acostumbrados a fijarse en objetos específicos. En cuanto esto sucede, todo lo que está a su alrededor queda reducido al fondo… El ojo y la mente humana no pueden ocuparse de dos cosas al mismo tiempo, de forma que hay un salto rápido y continuo de un lado a otro”. Escher ILUSIÓN ILUMINACIÓN El sistema visual tiene que determinar el color de los objetos en el mundo. En este caso el problema es determinar la sombra gris sobre el suelo. La medición de la luz procedente de una superficie (la luminancia) no es suficiente: una sombra proyectada se atenuará una superficie, de manera que una superficie blanca en la sombra puede reflejar menos luz que una superficie de color negro a plena luz. . El sistema visual utiliza varios trucos para determinar donde las sombras son y cómo compensar por ellos, con el fin de determinar el color de la "pintura" gris que pertenece a la superficie. http://www.educacionplastica.net/ilusiones.htm http://www.educacionplastica.net/ilusiones.htm En la retina hay tres tipos de receptores de color (conos) que son más sensibles al rojo, azul o verde. Al mirar a un determinado color durante mucho tiempo, estos receptores están “fatigados”. Cuando a continuación, miramos a un fondo diferente, los receptores que están cansados no funcionan bien. Por lo tanto, la información de todos los receptores de color diferente no está en equilibrio. Esto creará el color “postimágen” Pases de Balón https://www.youtube.com/watch?v=TgKekZMrQpk http://www.educacionplastica.net/ilusiones.htm#forma Las cartas que cambian de color https://www.youtube.com/watch?v=YS1uss9tDzI Cambios de percepción https://www.youtube.com/watch?v=TgKekZMrQpk https://www.youtube.com/watch?v=EQe-uYSzPK8 https://www.youtube.com/watch?v=YS1uss9tDzI https://www.youtube.com/watch?v=yiRKXHsXRfg Ilusiones Ilusione de Müller Triángulo de Kanizsa Ilusione de Ebbinghaus Situaciones de peligro https://www.youtube.com/watch?v=RQbnd4WxaK0 Nuestra percepción del mundo que nos rodea puede cambiar si estamos bajo condiciones de estrés extremo. En situación donde la integridad física este en peligro el cerebro reptiliano es el que se va a ejecutar las acciones y la corteza cerebral no va a intervenir. El tálamo cuando detecta un peligro mortal se conecta directamente con la amígdala la cual responderá aplicando una respuesta automática e irracional. En este proceso el tálamo informa también a la hipófisis, glándulas suprarrenales tiroides, ganglios linfáticos e incluso a ciertos músculos lo que produce de forma inmediata la secreción de cortisol, adrenalina, noradrenalina... Este cocktel de hormonas van a influir en diferentes sistemas como el sistema circulatorio el visual, la audición, la habilidad motora… VISIÓN ENTÚNEL Situaciones de peligro https://www.youtube.com/watch?v=RQbnd4WxaK0 La adrenalina dilata las pupilas provocando la entrada masiva de luz en el ojo. La retina no es capaz de adaptarse a dicho situación por lo que se pierde la visión periférica. En situación de estrés la capacidad visual se reduce a aproximadamente unos 50 cm de diámetro centrándose en la amenaza. Esta entrada masiva de luz puede provocar también alteraciones en el color por saturación de los conos o incluso puede provocar visión en blanco o en negro por sobre excitación de las células ganglionales. Por otro lado también se puede producir una vasoconstricción de los vasos venosos que irrigan los músculos ciliares lo que provoca que el cristalino no se acomoda y se pierde la percepción de la profundidad de campo. Este conjunto de hormonas van a influir en diferentes sistemas como el sistema circulatorio el visual, la audición, la habilidad motora… Situaciones de peligro https://www.youtube.com/watch?v=RQbnd4WxaK0 Bibliografía: WEBS: http://www.educacionplastica.net/ilusiones.htm#forma http://www.aeitp.es http://www.stockarmas.com/que-es-la-vision-tunel-y-como-evitarla/ LIBROS: Neurociencias 3ºEdición. Purves, Augustine, Fritzpatrick, Hall, LaMantia, McNamara and Williams. Editorial Médica panamericana ISBN: 978-84-9835-362-4. Impreso España. Dep. Legal: M-18.351-2010. Neuroanatomía Clínica y Neurociencia 6º Edición: M.J. Turlough Fitzgerald, Gregory Gruener and Estomih Mtui Editorial Elsevier Saunders ISBN edición original: 978-0-7020-3738-2 ISBN edición española: 978-84-8086-965-2. Dep. Legal: B-9.195-2012 Principios de neurociencia 4º Edición: Eric R. Kandel, James H. Schwartz and Thomas M. Jessell. Editorial: McGraw-Hill. Interamericana ISBN: 84—486-0311-7 Dep. Legal: M. 15.495-2001 The Rat Brain . George Paxinos and Charles Watson. 6 Edición. Instereotaxic coordinates. Elsevier. ISBN-13:978-0-12-547612-6 Neuropsicología Humana 5ºEdución. Kolb Whishaw. Editorial Paramericana ISBN: 978-84-7903-914-1 Ojo, cerebro y visión. Universidad de Murcia. Servicio de publicaciones , Universidad 2000 Hubel, David: ISBN: 84-83711-143-5 Fisiología del enfrentamiento armado. Asociación española de Instructores de tiro policial. Registro general de Acciones del Ministerio del Interior nº 587339