lunes, 4 de julio de 2011

Visión

Visión
Se llama visión a la capacidad de interpretar nuestro entorno gracias a los rayos de luz que alcanzan el ojo. También se entiende por visión toda acción de ver. La visión o sentido de la vista es una de las principales capacidades sensoriales del hombre y de muchos animales. Existen diferentes tipos de métodos para el examen de la visión.
El ojo es la puerta de entrada por la que ingresan los estímulos luminosos que se transforman en impulsos eléctricos gracias a unas células especializadas de la retina que son los conos y los bastones.
El nervio óptico transmite los impulsos eléctricos generados en la retina al cerebro, donde son procesados en la corteza visual.[1]
En el cerebro tiene lugar el complicado proceso de la percepcíón visual gracias al cual somos capaces de percibir la forma de los objetos, identificar distancias y detectar los colores y el movimiento.
La lesión de una de las estructuras del sistema visual puede causar ceguera aunque el resto no presente ninguna alteración. En la Ceguera Cortical ocasionada por una lesión en la región occipital del cerebro, se produce pérdida completa de visión aunque el ojo y el nervio óptico no presentan ninguna anomalía.[2]
Historia y corrientes
La historia de la visión comenzó con los presocráticos diciendo que el ojo esta hecho de agua y fuego. Después Aristóteles dio las bases para el estudio científico.
El estudio científico de la percepción visual comienza en el siglo XIX con Hermann von Helmholtz, y los primeros métodos psicofísicos. A comienzos del siglo XX se hace fuerte la escuela de la Gestalt que propone que la visión está fuertemente guiada por procesos arriba-abajo.
A mediados del siglo XX aparecen los proponentes de la percepción indirecta y los proponentes de la percepción directa.
Hoy en día es más difícil hablar de escuelas, puesto que el estudio de la visión es sumamente interdisciplinario.
Anatomía ocular
Capas de la pared del ojo
El ojo es el órgano encargado de la recepción de los estímulos visuales, cuenta con una arquitectura altamente especializada producto de millones de años de evolución.
El globo ocular posee tres envolturas, que de afuera hacia adentro son:
Túnica Fibrosa Externa
Se compone de dos regiones la esclerótica y la córnea.
  • Esclerótica: que es blanca y opaca, con fibras colágenas tipo I entremezcladas con fibras elásticas; avascular, que brinda protección a las estructuras internas, y estabilidad. Cubre la mayor parte del globo ocular, excepto en una pequeña región anterior.
  • Córnea; Es una prolongación anterior transparente, avascular pero muy inervada de la esclerótica, que abulta hacia delante el ojo. Es ligeramente más gruesa que la esclerótica.
 Túnica Vascular Media (úvea)
Está conformada por tres regiones, la coroides, el cuerpo ciliar y el iris.
  • Coroides; es la porción posterior Pigmentada de la túnica vascular media, la cual se une a la esclerótica laxamente y se separa del cristalino mediante la membrana de Bruch.
  • Cuerpo ciliar; Es una prolongación cuneiforme, que se proyecta hacia el cristalino y se ubica en la luz del ojo entre el iris (anterior) y el humor vitreo (posterior).
  • Iris; Es la extensión anterior pigmentada de la coroides, cuya función es regular la entrada de luz al ojo mediante la contracción o distensión de la pupila.
Retina o Túnica Neural
Se compone de 10 capas, que desde el exterior al interior del globo se denominan:
  • Epitelio pigmentado.
  • Capa de conos y bastones (receptora).
  • Membrana limitante externa.
  • Capa nuclear externa.
  • Capa plexiforme externa.
  • Capa nuclear interna.
  • Capa plexiforme interna.
  • Capa de células ganglionares.
  • Capa de fibras del nervio óptico.
  • Membrana limitante interna.
Cámaras del ojo
Aspectos histológicos y fisiológicos
Retina
Como ya se mencionó la retina posee 10 capas, la luz debe atravesar casi todas estas capas para llegar hasta donde se ubican los conos y los bastones, que son las células especializadas en la recepción de los estímulos visuales, y la transformación de estas señales en impulsos nerviosos que llegaran a construir imágenes, formas, colores, tonos, y movimientos en el cerebro.
Además de conos y bastones la retina posee una compleja red de neuronas, los conos y bastones próximos a la coroides establecen sinapsis con las células bipolares y estas con las ganglionares, cuyos axones convergen y salen del ojo para conformar el nervio óptico. Otras neuronas llamada células horizontales conectan células receptoras entre sí, mientras que otro grupo de células, las amacrinas, son interneuronas cuyos núcleos se ubican en la capa nuclear interna y lanzan sus prolongaciones hacia la capa plexiforme interna.
El nervio óptico sale del globo ocular cerca del punto más posterior del ojo junto con los vasos retinianos, en un punto conocido como papila óptica, en donde no existen receptores visuales, por lo que constituye un punto ciego.
Por el contrario también existe un punto con mayor agudeza visual localizado cerca del polo posterior del ojo, denominada mácula lútea, de aspecto amarillento, y en la cual se encuentra la fóvea central, que es una pequeña porción de la retina carente de bastones pero con mayor densidad de conos.
Al fijar la atención visual en un objeto determinado, la luz del objeto se hace incidir sobre la fóvea que es lugar de la retina con máxima sensibilidad.
Células receptoras
Las células receptoras son los conos y los bastones. Los conos se relacionan con la visión en colores la visión diurna, y los bastones con la visión nocturna. existen más de 100 millones de bastones en el ojo humano, y cerca de 4 millones de conos.
Cada bastón se divide en un segmento externo y uno interno, el que a su vez posee una región nuclear y una región sináptica.
En el segmento externo unos discos llamados discos contienen compuestos fotosensibles en sus membranas, que responden a la luz provocando una serie de reacciones que inician potenciales de acción.
Compuestos fotosensibles
Los compuestos fotosensibles en la mayoría de los animales así como en los humanos se componen de una proteína llamada opsina, y retineno-1 que es un aldehído de la Vitamina A1.
La Rodopsina es el pigmanto fotosensible de los bastones, cuya opsina se llama escotopsina.
La rodopsina capta luz con una sensibilidad máxima en los 505 nm de longitud de onda, esta luz incidente hace que la rodopsina cambie su conformación estructural, produciendo una cascada de reacciones que amplifican la señal, y crean un potencial de acción que se desplazará a través de las fibras nerviosas, y que el cerebro interpretará como luz.
En los humanos hay tres tipos de conos, que responden con mayor intensidad a la luz con longitudes de onda de 440, 535 y 565 nm. Los tres tipos de conos poseen retineno-1, y una opsina que posee una estructura característica en cada tipo de cono. Luego mediante un proceso similar al de los bastones los impulsos nerviosos provenientes de la estimulación de estos receptores, llegan a la corteza visual, donde son interpretados como una amplia gamma de colores y tonalidades, formas y movimiento.
Vías nerviosas
El nervio óptico se forma por la reunión de los axones de las células ganglionares. El nervio óptico sale cerca del polo posterior del ojo y se dirige hacia atrás y medialmente, para unirse en una estructura denominada quiasma óptico, en donde las fibras provenientes de las hemirretinas externas se mantienen en las cintillas ópticas correspondientes a su mismo lado, mientras que las fibras de las hemirretinas nasales, cruzan a la cintilla óptica del lado opuesto. Luego las cintillas ópticas se dirigen a los cuerpos geniculados mediales (localizados en la cara posterior del tálamo), y se reúnen nuevamente en el haz geniculocalcarino, que se dirige hacia el lóbulo occipital de la corteza cerebral, para distribuirse en la región que rodea la cisura calcarina, correspondiente a las áreas de Brodmann,17, 18 y 19, área visual primaria y asociativas respectivamente.
En su recorrido estas fibras brindan pequeñas ramas, hacia el núcleo supraquiasmático del hipotálamo.

http://es.wikipedia.org/wiki/Visi%C3%B3n
http://themedicalbiochemistrypage.org/spanish/signal-transduction-sp.html#intro
Percepción del color
De Wikipedia, la enciclopedia libre
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En el fondo del ojo existen millones de células especializadas en detectar las longitudes de onda procedentes de nuestro entorno. Estas células, principalmente los conos y los bastones, recogen los diferentes elementos del espectro de luz solar y las transforman en impulsos eléctricos, que son enviados luego al cerebro a través de los nervios ópticos. Es el cerebro (concretamente la corteza visual, que se halla en el lóbulo occipital) el encargado de hacer consciente la percepción del color.
Los conos se concentran en una región cercana al centro de la retina llamada fóvea. Su distribución sigue un ángulo de alrededor de 2°, medidos desde la fóvea. La cantidad de conos es de 6 millones y algunos de ellos tienen una terminación nerviosa que se dirige hacia el cerebro.
Los conos son los responsables de la visión del color y se cree que hay tres tipos de conos, sensibles a los colores rojo, verde y azul, respectivamente. Dada su forma de conexión a las terminaciones nerviosas que se dirigen al cerebro, son los responsables de la definición espacial. También son poco sensibles a la intensidad de la luz y proporcionan visión fotópica (visión a altos niveles).
Los bastones se concentran en zonas alejadas de la fóvea y son los responsables de la visión escotópica (visión a bajos niveles). Los bastones comparten las terminaciones nerviosas que se dirigen al cerebro y, por consiguiente, su aportación a la definición espacial resulta de poco importante. La cantidad de bastones se sitúa alrededor de 100 millones y no son sensibles al color. Los bastones son mucho más sensibles que los conos a la intensidad luminosa, por lo que aportan a la visión del color aspectos como el brillo y el tono, y son los responsables de la visión nocturna.
Cono (célula)

Los conos son células sensibles a la luz que se encuentran situadas en la retina de los vertebrados, en la llamada capa fotorreceptora (también se conoce como capa de conos y bastones). Reciben este nombre por la forma conoidea que tiene su segmento externo. Estas células son las responsables de la visión en colores.
En la zona central de la retina (fóvea), la cantidad de conos es mayor, su número desciende a medida que nos acercamos a la periferia.
En la especie humana y en muchos otros primates, existen tres tipos diferentes de conos, cada uno de ellos es sensible de forma selectiva a la luz de una longitud de onda determinada, verde, roja y azul. Esta sensibilidad especifica se debe a la presencia de unas sustancias llamadas opsinas. La eritropsina tiene mayor sensibilidad para las longitudes de onda largas de alrededor de 560 nanómetros (luz roja), la cloropsina para longitudes de onda medias de unos 530 nanómetros (luz verde) y por último la cianopsina con mayor sensibilidad para las longitudes de onda pequeñas de unos 430 nanómetros (luz azul). El cerebro interpreta los colores a partir de la razón de estimulación de los tres tipos de conos.
Existen mamíferos nocturnos que poseen solamente uno de estos pigmentos, mientras que algunas aves y reptiles tienen cuatro y son capaces de detectar la luz ultravioleta no visible para los humanos.
Las señales generadas en los conos se transmiten en la retina a las células bipolares que conectan con las células ganglionares de donde parte el nervio óptico que envía la información al cerebro.

Bastón (célula)
Los bastones son células fotorreceptoras de la retina responsable de la visión en condiciones de baja luminosidad. Presentan una elevada sensibilidad a la luz aunque se saturan en condiciones de mucha luz y no detectan los colores. Se ubican en casi toda la retina exceptuando la fóvea. Contienen rodopsina, que es una proteína que presenta una mayor sensibilidad a las longitudes de onda cercanas a 500 nanómetros, es decir, a la luz verde azulada.
Los bastones se conectan en grupo y responden a los estímulos que alcanzan un área general, pero no tienen capacidad para separar los pequeños detalles de la imagen visual. La diferente localización y estructura de estas células conduce a la división del campo visual del ojo en una pequeña región central de gran agudeza y una zona periférica de menor agudeza, pero con gran sensibilidad a la luz. Así, durante la noche, los objetos se pueden ver por la parte periférica de la retina cuando son invisibles para la fóvea central.
Los bastones son más delgados que los conos, el diámetro de sus segmentos internos es de aproximadamente 2 micras. Los segmentos externos de los bastones están formados por discos membranosos aislados de la membrana plasmática, donde se encuentra la rodopsina. Estos discos están continuamente renovándose. Los discos antiguos se van desplazando hacia la zona del epitelio pigmentario, donde son fagocitados y convertidos en fagosomas durante el ciclo diurno, sobre todo al amanecer.
Estas células son muy sensibles, capaces de detectar la energía de un sólo fotón y las responsables por tanto de que sea posible la visión en condiciones de poca luminosidad.


Funcionamiento del ojo humano
El ojo recibe los estímulos luminosos procedentes del entorno. La luz atraviesa los medios transparentes y la lente del ojo y forma una imagen invertida sobre la retina.[ ]En la retina, células especializadas transforman la imagen en impulsos nerviosos. Éstos llegan a través del nervio óptico hasta la región posterior del cerebro. El cerebro interpreta las señales mediante un complejo mecanismo en el que intervienen millones de neuronas.
Invertebrados
Los invertebrados pueden presentar en general dos tipos de ojos: ojos simples, a veces llamados ocelos, y ojos compuestos. Sólo en algunos grupos, como los cefalópodos o las arañas saltadoras, existen órganos visuales muy desarrollados que se aproximan a los de los vertebrados.
  • Los ojos simples u ocelos son pequeñas cavidades con una sencilla retina y cubiertos por una córnea transparente. Su rendimiento óptico es muy limitado.
  • Los ojos compuestos están constituidos por múltiples elementos equivalentes, llamados omatidios, que se agrupan de tal forma que cada uno apunta en una dirección diferente y entre todos cubren un ángulo de visión más o menos amplio.
Cada omatidio es una estructura independiente que contiene varias células sensibles a la luz, situadas detrás de elementos ópticos transparentes que cumplen la función que la córnea y el cristalino desempeñan en los ojos de los vertebrados.
En el sistema nervioso se reúne toda la información de los diferentes omatidios y se forma una única imagen.
Debido a la pequeñez de la lente, este tipo de ojo tiene escasa capacidad de resolución, aunque son muy sensibles a los cambios de iluminación y al movimiento. En algunos casos son capaces de percibir los colores y la polarización de la luz.
Cefalópodos
El ojo de los cefalópodos está muy desarrollado, es muy similar al de los vertebrados, y es un excelente ejemplo de convergencia evolutiva, es decir, ha llegado a una forma y función muy próxima a la de los vertebrados mediante un proceso evolutivo diferente. Puede alcanzar un tamaño considerable en Architeuthis (calamares gigantes), en los que se han medido ojos de 25 cm de diámetro.
Está compuesto de córnea, cristalino, iris (que regula la cantidad de luz que penetra en el mismo) y retina. El cristalino facilita el enfoque moviéndose hacia adelante o hacia atrás, mediante un mecanismo similar al de los peces. La retina se diferencia de la de los mamíferos en que no posee un punto ciego, pues las fibras nerviosas surgen directamente en la parte de atrás de la misma.
El órgano es inmóvil, no dispone de músculos externos que puedan movilizarlo, como en los mamíferos.
Arañas
Las arañas disponen por lo general de 8 ojos simples, no compuestos, como ocurre en los insectos. Cada uno de ellos tiene cristalino y retina. Su visión es relativamente pobre, pues no son capaces de distinguir las formas, sino únicamente los objetos en movimiento.[]
Una excepción son los miembros de la familia Salticidae (arañas saltadoras), cuatro de cuyos ocho ojos se orientan frontalmente; los dos centrales son más grandes que el resto.[]
Los ojos de las arañas saltadoras son, como en todos los arácnidos, ojos simples, pero muy elaborados, capaces de enfocar y de moverse mediante un sistema de seis músculos en cada ojo principal que hacen posible movimientos horizontales, verticales y rotatorios que se asemejan a los del ojo humano.
Los ojos frontales proporcionan visión estereoscópica y, en asociación con los laterales, completan un campo de visión de 360°, lo que les permite a estos animales controlar todo su entorno sin moverse. Su eficaz visión es excepcional no sólo entre las arañas, sino entre los artrópodos.[]
Vertebrados
en la mayoría de los vertebrados. El globo ocular es básicamente una esfera llena de un líquido transparente, llamado humor acuoso, que está compuesto por un 99 por ciento de agua. La pared está formada por 3 capas: la más interna o retina, la intermedia o coroides, y la más externa, que se llama esclerótica.
Posee una lente llamada cristalino, que es ajustable según la distancia; un diafragma, que se llama pupila (cuyo diámetro está regulado por el iris), y un tejido sensible a la luz, que es la retina.
Con la excepción de los peces y anfibios, el enfoque se consigue gracias al cambio de forma del cristalino mediante un músculo llamado músculo ciliar.
La luz penetra a través de la pupila, atraviesa el cristalino y se proyecta sobre la retina, donde se transforma, gracias a unas células llamadas fotorreceptoras, en impulsos nerviosos, que son trasladados, a través del nervio óptico, hasta el cerebro.
Peces
La visión en los peces posee algunas características especiales: no presentan párpados, el cristalino es esférico en lugar de biconvexo y se encuentra muy cerca de la córnea. Además, el enfoque se produce gracias a unos músculos llamados retractores que mueven el cristalino hacia adelante o atrás en función de la distancia a la que se encuentra el objeto.
Anfibios
La vista es el principal sentido en los anfibios. Presentan tres párpados: el superior; el inferior, que es móvil, y una membrana nictitante transparente, que recubre el globo ocular cuando el animal está sumergido. Aparecen glándulas lagrimales que son necesarias para mantener la córnea humedecida cuando se encuentran fuera del agua. La acomodación se realiza por el mismo mecanismo que en los peces, moviendo el cristalino hacia adelante o hacia atrás.[]
Reptiles
Al igual que los anfibios, los reptiles poseen párpado superior e inferior y membrana nictitante. En las serpientes los párpados se une para formar una lentilla transparente que cubre el ojo. En algunas especies, como la tuátara, existe un tercer ojo, conocido como ojo parietal.[]
Aves
En el ojo de las aves existen diferentes adaptaciones, el tamaño del órgano es proporcionalmente más grande respecto al cuerpo que en los mamíferos, y la acomodación tiene lugar mediante un doble mecanismo que permite cambiar la curvatura de la córnea y del cristalino.
La retina es muy rica en células fotorreceptoras, lo que hace suponer que la visión es excelente, y en algunas especies existen dos fóveas, una central y otra más periférica, como ocurre en los halcones, en las águilas y en los vencejos.[]
Una estructura característica de los ojos de las aves que no existe en los mamíferos es el pecten, un tejido que contiene una vasta red de vasos sanguíneos con apariencia de peine que, partiendo de una de las capas que forman la pared del ojo, la coroides, penetra en el humor vítreo. No se sabe qué función precisa desempeña, aunque se cree que proporciona oxígeno y nutrientes a la retina.[]
La mayor parte de las aves son tetracromáticas, poseen conos sensibles al ultravioleta, al rojo, al verde y al azul.[ ]Las palomas son pentacromáticas, mientras que los seres humanos son tricromáticos, pues sólo poseen tres tipos de conos.
Mamíferos
La visión es un importante sentido en la mayoría de los mamíferos. La estructura del ojo es similar a la descrita en otros vertebrados. La acomodación tiene lugar únicamente por cambios en la forma del cristalino.
La visión del color está menos desarrollada que en los reptiles y en las aves. Los bastones, que son las células que permiten la visión en condiciones de baja luminosidad, son predominantes en la retina de la mayor parte de los animales de este grupo, lo cual apoya la hipótesis de que los primeros mamíferos fueron nocturnos. Los primates, las ardillas y algunas otras especies tienen mejor desarrollada la percepción de los colores que el resto del grupo.
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