Download Vías visuales y procesamiento de la información visual en la corteza cerebral and more Schemes and Mind Maps Philology in PDF only on Docsity!
El Ojo III Neurofisiología central de la visión Capítulo 52 Guyton
Vías Visuales
Las señales que se vienen de la retina la abandonan por el nervio óptico. En el quiasma óptico, las fibras procedentes de la mitad nasal de la retina cruzan hacia el lado opuesto, donde se unen a
las fibras originadas en la retina temporal contraria para formar los tractos ópticos o cintillas ópticas.
Posteriormente, las fibras de cada tracto óptico hacen sinapsis en el núcleo geniculado lateral dorsal del tálamo, y desde allí, las
fibras geniculocalcarinas se dirigen a través de la radiación óptica (Tracto geniculocalcarino) hacia la corteza visual primaria en el área correspondiente a la cisura calcarina del lóbulo occipital medial.
Las fibras visuales pasan además a varias áreas más antiguas del cerebro:
- Núcleo supraquiasmático (hipotálamo) a. Controlar los ritmos circadianos que sincronizan varios cambios fisiológicos del cuerpo con la noche y el día
- Núcleos pretectales (mesencéfalo) a. Provocar movimientos reflejos de los ojos para enfocar objetos de importancia y activar el reflejo de luz pupilar
- Colículo superior a. Controlar los movimientos direccionales rápidos de los dos ojos
- Núcleo geniculado lateral ventral (tálamo) y Regiones basales circundantes del cerebro a. Ayudar a controlar algunas de las funciones conductuales del cuerpo.
Las vías visuales se pueden dividir
I. Antiguo sistema para el mesencéfalo y la base del prosencéfalo II. Nuevo sistema para la transmisión directa de señales visuales en la corteza visual ubicada en los lóbulos occipitales. a. Responsable de la percepción de prácticamente todos los aspectos de la forma visual, los colores y otra visión consciente. b. Terminan en el núcleo geniculado lateral dorsal , ubicado en el extremo dorsal del tálamo y también llamado cuerpo geniculado lateral
Función del Núcleo Geniculado lateral dorsal del tálamo
Transmitir información visual desde el tracto óptico hasta la corteza visual a través de la radiación óptica. o Existe transmisión exacta punto a punto con un alto grado de fidelidad espacial desde la retina hasta la corteza visual. o Al pasar el quiasma óptico, la mitad de las fibras en cada tracto óptico se derivan de un ojo y la mitad se derivan del otro, lo que representa puntos correspondientes en las dos retinas.
Las señales de los ojos se mantienen separadas en el núcleo geniculado lateral dorsal. El núcleo está compuesto por 6 capas nucleares. o Capas II, III y V Reciben señales de la mitad lateral de la retina ipsolateral o Capas I, IV y VI Reciben señales de la mitad medial de la retina del ojo opuesto. Las áreas retinianas de ambos ojos se conectan con neuronas que se superponen entre sí en las capas emparejadas, y se conserva una transmisión paralela similar hasta la corteza visual. Compuerta para la transmisión de señales a la corteza visual o Controlar la cantidad de señal que se permite pasar a la corteza o Recibe señales de control de activación de dos fuentes
- Fibras corticofugales o Regresan en sentido retrógrado desde la corteza visual primaria hasta el núcleo geniculado lateral
- Áreas reticulares del mesencéfalo Ambas fuentes son Inhibidoras o Desactivar la transmisión a través de porciones seleccionadas del núcleo geniculado lateral dorsal Estimuladoras o Ayudan a resaltar la información visual que se permite pasar
Núcleo geniculado lateral dorsal división en
- Capas magnocelulares (Capas I y II) a. Contienen neuronas grandes. i. Reciben su entrada casi en su totalidad de las grandes células ganglionares de la retina tipo M b. Proporciona una vía de conducción rápida a la corteza visual c. Este sistema es daltónico y solo transmite información en blanco y negro i. La transmisión punto a punto es pobre 1. No hay muchas células ganglionares M y sus dendritas se extienden ampliamente en la retina.
- Capas parvocelulares (Capas III-VI ) a. Contienen una gran cantidad de neuronas de tamaño pequeño a mediano i. Reciben su entrada casi en su totalidad de las células ganglionares de la retina tipo P 1. Transmiten color e información espacial precisa punto a punto, solo a una velocidad de conducción moderada
Organización y función de la corteza visual
Se localiza principalmente en la cara medial de los lóbulos occipitales. Igual que las representaciones corticales de los demás sistemas sensitivos, está dividida en una corteza visual primaria y áreas
visuales secundarias.
La organización columnar vertical se encuentra en toda la corteza cerebral para los otros sentidos también (y también en las regiones corticales motoras y analíticas).
Cada columna representa una unidad funcional, cada una de las columnas verticales visuales tiene 1000 o + neuronas.
Señales ópticas que terminan en la capa IV o Se procesan más a medida que se propagan hacia afuera y hacia adentro a lo largo de cada unidad de columna vertical. Este procesamiento descifra fragmentos separados de información visual en estaciones sucesivas a lo largo del camino. o Las señales que pasan hacia afuera a las capas I, II y III finalmente transmiten señales lateralmente en distancias cortas en la corteza. o Las señales que pasan hacia el interior de las capas V y VI excitan las neuronas que transmiten señales a distancias mucho mayores.
Glóbulos de color en la corteza visual
Intercaladas entre las columnas visuales primarias y columnas de algunas áreas visuales secundarias, hay regiones especiales de tipo columna llamadas manchas de color, las cuales reciben señales laterales desde las columnas visuales adyacentes y se activan de forma específica por los estímulos de color. Constituyen las zonas primarias para descifrar el color.
Interacción de las señales visuales procedentes de ambos ojos
Las señales visuales procedentes de los ojos se transmiten a través de capas neuronales independientes en el núcleo geniculado lateral. Los impulsos permanecen separados entre sí cuando llegan a la capa IV de la corteza visual primaria.
La capa IV está entrelazada con las bandas de las columnas neuronales o La actividad procedente de un ojo penetra en las columnas de una banda sí y otra no, según una disposición alterna con las señales del segundo ojo. Este área cortical descifra si las zonas respectivas de las imágenes visuales originadas en cada ojo están en concordancia entre sí o La información descifrada se emplea para corregir la mirada direccional de ambos ojos con el fin de que se fusionen entre sí o Los datos observados sobre el grado de coincidencia entre las imágenes de ambos ojos también permiten que una persona detecte la distancia a un objeto por el mecanismo de la estereopsia.
Vías en el análisis de la información visual
Vía rápida de la posición y el movimiento/ Análisis de posición tridimensional, forma bruta y movimiento de objetos
o Revela dónde está cada objeto en cada instante y si se está moviendo. o Las señales fluyen, al dejar la corteza visual primaria, generalmente hacia el área mediotemporal posterior y ascienden hacia la corteza occipitoparietal. o En el borde anterior de la corteza parietal, las señales se superponen con las señales de las áreas de
asociación somáticas posteriores que analizan los aspectos tridimensionales de las señales somatosensitivas. o Las señales transmitidas en la vía provienen principalmente de las fibras nerviosas ópticas M grandes de las células ganglionares M de la retina, que transmiten señales rápidas pero muestran solo blanco y negro sin color.
Vía de la exactitud del color/Análisis de Detalle Visual y Color.
o Las porciones separadas de esta vía también diseccionan específicamente el color o La vía se ocupa de proezas visuales Reconocer letras, leer y determinar la textura de las superficies Determinar los colores detallados de los objetos Descifrar a partir de toda esta información qué es el objeto y qué significa.
Patrones neuronales de estimulación durante el análisis de imágenes visuales.
Las señales de la corteza visual primaria se ocupan sobre todo de los contrastes en la escena visual, más que de las regiones no contrastadas. Esto también sucede así en la mayoría de las células ganglionares de la retina, porque los receptores retinianos adyacentes que reciben un estímulo similar se inhiben mutuamente entre sí. Sin embargo, en cualquier borde de la escena visual donde exista un cambio de la oscuridad a la luz o viceversa, no se produce esta inhibición recíproca, y la intensidad de la estimulación de la mayoría de las neuronas es proporcional al gradiente de contraste, es decir, cuanto mayor sea la nitidez del contraste y la diferencia de intensidad entre las zonas luminosas y las oscuras, más acusado será el grado de estimulación
Detección de líneas y bordes
Se debe a la excitación de neuronas de segundo orden por parte de sistemas lineales de células que se inhiben mutuamente o Dicha acción se produce siguiendo toda la línea celular que corresponde a un límite de contraste Cada orientación de una línea de este tipo, se estimulan células neuronales específicas. o Una línea dispuesta según una dirección diferente excita un grupo de células distinto. Estas neuronas se denominan células simples. o Situadas en la capa IV de la corteza visual primaria.
Desplazamiento lateral o vertical y detección de orientación lineal
Según la señal visual se aleja de la capa IV o Las neuronas responden a líneas orientadas en la misma dirección pero sin ser específicas de una posición Aun si una línea recorre por el campo una distancia moderada en sentido lateral o vertical, estas mismas neuronas poco abundantes aún seguirán estimuladas si la línea conserva la misma dirección. o Dichas neuronas se llaman células complejas.
Detección de líneas con longitudes, ángulos u formas específicas
Movimientos oculares de Fijación
Está controlado por dos mecanismos neuronales.
- Mecanismo voluntario de fijación a. Permite mover los ojos voluntariamente para encontrar el objeto sobre el que desea fijar la visión, que se llama. b. Está controlado por un campo cortical situado a ambos lados en las regiones corticales premotoras
- Mecanismo involuntario de fijación a. Proceso involuntario que mantiene los ojos fijos con firmeza sobre el objeto una vez que ha sido descubierto. b. Está controlado por las áreas visuales secundarias de la corteza occipital, situadas básicamente por delante de la corteza visual primaria.
Los campos oculares «involuntarios» en la zona posterior de la corteza occipital «bloquean» automáticamente los ojos en un punto dado del campo visual e impiden así el movimiento de la imagen a lo largo de la retina. Para desbloquear esta fijación visual han de transmitirse señales voluntarias desde los campos oculares corticales «voluntarios» situados en las cortezas frontales.
Mecanismos de bloqueo involuntario de la Fijación
Los ojos normalmente poseen tres tipos de movimientos constantes:
- Temblor continuo a una frecuencia de 30 a 80 ciclos/s a. Ocasionado por las contracciones sucesivas de las unidades motoras en los músculos oculares
- Lenta traslación de los globos oculares en una dirección u otra
- Movimientos de sacudida súbitos a. Controlados por el mecanismo involuntario de fijación
Cuando un punto luminoso queda fijo en la región retiniana de la fóvea, los movimientos de temblor hacen que se desplace hacia delante y hacia atrás a través de los conos con una frecuencia rápida, y los de traslación provocan un barrido por ellos con lentitud. Cada vez que el punto alcanza el borde de la fóvea se produce una reacción refleja súbita, que genera un movimiento de sacudida para alejarlo de este límite y llevarlo hacia su centro. Por tanto, es una respuesta automática la que desplaza la imagen de nuevo hacia el punto de visión central.
La capacidad involuntaria de fijación prácticamente desaparece cuando se destruyen los colículos superiores
Movimientos sacádicos de los ojos
Cuando la escena visual sufre un desplazamiento continuo, los ojos irán fijándose en los elementos más destacados del campo visual uno tras otro, saltando desde cualquiera de ellos al siguiente a una velocidad de 2-3 saltos por segundo.
Los saltos son sacadas y los movimientos son movimientos optocinéticos. Las sacadas ocurren a tal velocidad que el movimiento de los ojos no ocupa ni el 10% del tiempo total y el 90% queda dedicado a
los lugares de fijación. Asimismo, el cerebro suprime la visión de la imagen durante las sacadas, de modo que la persona no tiene conciencia de los movimientos realizados de un punto a otro.
Fijación de los objetos en movimiento
Los ojos se mantienen fijos en algún objeto que se esté desplazando. Es un mecanismo cortical inconsciente que detecta automáticamente la trayectoria seguida y los ojos se desplazan según la trayectoria del objeto. Al inicio los ojos no pueden fijarlo correctamente, pero al pasar el tiempo, los ojos fijan al objeto con absoluta exactitud
Fusión de las imágenes visuales de ambos ojos
Para que las percepciones visuales resulten más elocuentes, normalmente se fusionan entre sí las imágenes visuales de ambos ojos según los puntos correspondientes de ambas retinas. La corteza visual ocupa un lugar importante en el proceso de fusión. Estas neuronas corticales interaccionan entre sí, dando lugar a la excitación por interferencia de neuronas específicas cuando las dos imágenes visuales no quedan en concordancia, es decir, cuando su fusión no se realiza con precisión. Se supone que esta excitación suministra la señal que se transmite al aparato oculomotor para provocar la convergencia, la divergencia o la rotación de los ojos a fin de que pueda restablecerse la fusión. Una vez que coinciden los puntos correspondientes de las dos retinas, desaparece la excitación de las neuronas específicas «de interferencia» en la corteza visual.
Mecanismo nervioso de la esteropsia para calcular las distancias a los objetos visuales
Los ojos al estar separados entre sí por una distancia superior a 5 cm, las imágenes formadas en ambas retinas no son exactamente idénticas. Cuanto más cerca se encuentre el objeto observado, mayor será esta disparidad. Este nivel de discrepancia proporciona el mecanismo nervioso para la estereopsia, un proceso importante en el cálculo de la distancia a la que se encuentra un objeto visual siempre que no rebase unos 60 m.
El mecanismo neuronal para la estereopsia o fenómeno percepción en profundidad se basa en el hecho de que algunas de las vías integradas por las fibras que van desde la retina hacia la corteza visual se apartan de 1 a 2° a cada lado del trayecto central.
Ciertas vías ópticas procedentes de ambos ojos coinciden exactamente para los objetos a 2 m de distancia; otro grupo diferente lo hace para los que están situados a 25 m. Así pues, la distancia viene determinada por cuál sea la serie o las series de vías excitadas por los elementos coincidentes o no coincidentes.
Control autónomo de la acomodación y de la apertura pupilar
Nervios autónomos de los ojos
Este está por fibras nerviosas simpáticas y parasimpáticas.
Parasimpático o Nacen en el núcleo de Edinger-Westphal (la porción nuclear visceral del tercer par craneal) o Estas viajan en el 3° par hasta el ganglio ciliar, que se halla justo detrás del ojo En este punto, los axones preganglionares hacen sinapsis con las neuronas parasimpáticas
Tienen lugar a través del área pretectal en el tronco del encéfalo, para seguir después por el núcleo de Edinger-Westphal y finalmente alcanzar los ojos por medio de las fibras nerviosas parasimpáticas
Control del diámetro pupilar
Miosis o Por estimulación de los nervios parasimpáticos también excita el músculo esfínter de la pupila Ello disminuye por esta vía la apertura pupilar Midriasis. o La estimulación de los nervios simpáticos excita las fibras radiales del iris y provoca la dilatación pupilar
Reflejo pupilar fotomotor
Es cuando la luz ilumina los ojos, las pupilas se contraen
Cuando la luz incide sobre la retina
Parte de las señales activadas se dirigen desde los nervios ópticos hasta los núcleos pretectales. o Los impulsos secundarios alcanzan el núcleo de Edinger-Westphal o Después vuelven por los nervios parasimpáticos para contraer el esfínter del iris. A la inversa, en un ambiente oscuro el reflejo queda inhibido, lo que se traduce en una dilatación de la pupila.
La función del reflejo fotomotor consiste en ayudar al ojo a adaptarse de forma rapidísima a unas condiciones lumínicas cambiantes,
El diámetro pupilar tiene 1,5 mm por su extremo inferior y a 8 mm por el superior. o Ya que el brillo de la luz que llega a la retina crece con el cuadrado de esta variable, la amplitud de la adaptación a la luz y a la oscuridad que puede alcanzarse mediante el reflejo pupilar más o menos es de 30 a 1
