Anatomia-Lessico

Come funziona la visione?

Sinonimi in senso lato

Medicina: percezione visiva, visualizzazione

Guarda guarda

Inglese: guarda, guarda, guarda

introduzione

Vedere è un processo molto complesso che non è stato ancora chiarito in ogni dettaglio. La luce viene trasmessa come informazione in forma elettrica al cervello ed elaborata di conseguenza.

Per comprendere la visione, è necessario conoscere alcuni termini, che vengono brevemente spiegati di seguito:

Cos'è la luce
Cos'è un neurone?
Qual è il percorso visivo?
Quali sono i centri ottici di visione?

Figura bulbo oculare

Nervo ottico (nervo ottico)
Cornea
lente
Camera anteriore
Muscolo ciliare
Vitreo
Retina

Cos'è la vista

Vedere con gli occhi è la percezione visiva della luce e la trasmissione ai centri visivi del cervello (SNC).
Segue la valutazione delle impressioni visive e una possibile reazione successiva ad esse.

La luce innesca una reazione chimica nell'occhio sulla retina, che crea uno specifico impulso elettrico che viene trasmesso attraverso i tratti nervosi ai cosiddetti centri cerebrali ottici superiori. Lungo il percorso, cioè già nella retina, lo stimolo elettrico viene elaborato e preparato per i centri superiori in modo tale che possano gestire le informazioni fornite di conseguenza.

Inoltre, bisogna includere le conseguenze psicologiche che derivano da ciò che si vede. Dopo che le informazioni nella corteccia visiva del cervello sono diventate coscienti, hanno luogo l'analisi e l'interpretazione. Viene creato un modello fittizio per rappresentare l'impressione visiva, con l'aiuto del quale la concentrazione è diretta a dettagli specifici di ciò che si vede. L'interpretazione dipende in larga misura dallo sviluppo individuale dello spettatore. Esperienze e ricordi influenzano involontariamente questo processo, così che ogni persona crea la propria "immagine" da una percezione visiva.

Cos'è la luce

La luce che percepiamo è una radiazione elettromagnetica con una lunghezza d'onda compresa tra 380 e 780 nanometri (nm). Le diverse lunghezze d'onda della luce in questo spettro determinano il colore. Ad esempio, il colore rosso è in un intervallo di lunghezze d'onda di 650-750 nm, verde nell'intervallo di 490-575 nm e blu a 420-490 nm.

Guardando più da vicino, la luce può anche essere divisa in minuscole particelle, i cosiddetti fotoni. Queste sono le più piccole unità di luce che possono creare uno stimolo per l'occhio. Affinché lo stimolo sia evidente, un numero incredibile di questi fotoni deve attivare uno stimolo negli occhi.

Cos'è un neurone?

UN Neurone generalmente denota un Cellula nervosa.
Le cellule nervose possono assumere funzioni molto diverse. Principalmente, tuttavia, sono ricettivi alle informazioni sotto forma di impulsi elettrici, che possono cambiare a seconda del tipo di cellula nervosa e tramite i processi cellulari (Gli assoni, Sinapsi) quindi trasmetterlo a una o, molto più spesso, a diverse altre cellule nervose.

Illustrazione delle terminazioni nervose (sinapsi)

Terminazioni nervose (dentrite)
Sostanze di messaggistica, ad es. La dopamina
altra terminazione nervosa (assone)

Qual è il percorso visivo

Come Percorso visivo la connessione di occhio e cervello denotato da numerosi processi nervosi. Partendo dall'occhio, inizia con la retina e si trova nella Nervo ottico nel cervello. nel Corpus geniculatum laterale, vicino al talamo (entrambe importanti strutture cerebrali) si verifica quindi un passaggio alla radiazione visiva. Questo si irradia quindi nel lobo posteriore (lobo occipitale) del cervello, dove si trovano i centri visivi.

Quali sono i centri ottici di visione?

I centri ottici della vista sono aree del cervello che elaborano principalmente le informazioni provenienti dall'occhio e avviano reazioni appropriate.

Questo include principalmente il Corteccia visivache si trova nella parte posteriore del cervello. Può essere diviso in una corteccia visiva primaria e una secondaria. Qui ciò che si vede viene prima percepito coscientemente, poi interpretato e classificato.

Ci sono anche centri visivi più piccoli nel tronco cerebrale che sono responsabili dei movimenti oculari e dei riflessi oculari. Non sono solo importanti per il sano processo visivo, ma svolgono anche un ruolo importante negli esami, ad esempio per determinare quale parte del cervello o del percorso visivo è danneggiato.

Percezione visiva nella retina

Per poter vedere, la luce deve raggiungere la retina nella parte posteriore dell'occhio. Prima cade attraverso la cornea, la pupilla e il cristallino, quindi attraversa l'umore vitreo dietro il cristallino e deve prima penetrare l'intera retina stessa prima di raggiungere i punti in cui può innescare un effetto per la prima volta.

La cornea e il cristallino fanno parte dell'apparato rifrattivo (ottico), che assicura che la luce venga rifratta correttamente e che l'intera immagine sia riprodotta precisamente sulla retina. Altrimenti gli oggetti non sarebbero percepiti chiaramente. Questo è il caso, ad esempio, della miopia o dell'ipermetropia.
La pupilla è un importante dispositivo di protezione che regola l'incidenza della luce espandendosi o contraendosi. Esistono anche farmaci che annullano questa funzione protettiva. Ciò è necessario dopo le operazioni, ad esempio, quando l'allievo deve essere immobilizzato per un po 'di tempo in modo che il processo di guarigione possa essere promosso meglio.

Una volta che la luce è penetrata nella retina, colpisce le cellule chiamate bastoncelli e coni. Queste cellule sono sensibili alla luce.
Hanno dei recettori (“sensori di luce”) legati a una proteina, più precisamente a una proteina G, la cosiddetta transducina. Questa speciale proteina G è legata a un'altra molecola chiamata rodopsina.
È costituito da una parte di vitamina A e da una parte proteica, la cosiddetta opsina. Una particella leggera che colpisce una tale rodopsina cambia la sua struttura chimica raddrizzando una catena di atomi di carbonio precedentemente piegata.
Questo semplice cambiamento nella struttura chimica della rodopsina ora rende possibile interagire con la trasducina. Questo cambia anche la struttura del recettore in modo tale che una cascata di enzimi viene attivata e si verifica l'amplificazione del segnale.
Nell'occhio, questo porta ad un aumento della carica elettrica negativa sulla membrana cellulare (iperpolarizzazione), che viene trasmessa come segnale elettrico (trasmissione della vista).

Il Cellule dell'ugola si trovano nel punto di visione più nitida, chiamato anche punto giallo (macula lutea) o in circoli specialistici chiamati fovea centralis.
Esistono 3 tipi di coni, che differiscono in quanto reagiscono alla luce di un intervallo di lunghezze d'onda molto specifico. Ci sono i recettori blu, verde e rosso.
Questo copre la gamma di colori che è visibile a noi. Gli altri colori derivano principalmente dall'attivazione simultanea, ma in modo diverso, di questi tre tipi di cellule. Le deviazioni genetiche nel progetto di questi recettori possono portare a vari daltonismo.

Il Celle di bastoncelli si trova prevalentemente nella zona di confine (periferia) intorno alla fovea centralis. I bastoncelli non hanno recettori per gamme di colori differenti. Ma sono molto più sensibili alla luce dei coni. I loro compiti sono migliorare il contrasto e vedere al buio (visione notturna) o in condizioni di scarsa illuminazione (visione crepuscolare).

Visione notturna

Puoi testarlo tu stesso cercando di fissare una piccola stella appena riconoscibile di notte con un cielo limpido. Scoprirai che la stella è più facile da vedere se guardi oltre leggermente

Trasmissione dello stimolo nella retina

Nel Retina 4 diversi tipi di cellule sono i principali responsabili della trasmissione dello stimolo luminoso.
Il segnale non viene trasmesso solo verticalmente (dagli strati retinici esterni verso gli strati retinici interni), ma anche orizzontalmente. Le cellule orizzontali e amacrine sono responsabili della trasmissione orizzontale e le cellule bipolari della trasmissione verticale. Le cellule si influenzano a vicenda e quindi cambiano il segnale originale che è stato avviato dai coni e dai bastoncelli.

Le cellule gangliari si trovano nello strato più interno delle cellule nervose nella retina. I processi cellulari dei gangli si spostano quindi verso il punto cieco, dove diventano Nervo ottico (nervo ottico) concentrarsi e lasciare che l'occhio entri nel cervello.
Al punto cieco (uno su ciascun occhio), cioè all'inizio del nervo ottico, comprensibilmente non ci sono coni e bastoncelli e non c'è nemmeno la percezione visiva. A proposito, puoi facilmente trovare i tuoi punti ciechi:

Punto cieco

Tenere un occhio con la mano (poiché il secondo occhio altrimenti compenserebbe il punto cieco dell'altro occhio), fissare con l'occhio che non è coperto un oggetto (ad esempio un orologio sul muro) e ora sposta lentamente il braccio teso in orizzontale verso destra e sinistra allo stesso livello degli occhi con il pollice alzato. Se hai fatto tutto correttamente e hai davvero fissato un oggetto con l'occhio, dovresti trovare un punto (un po 'al lato dell'occhio) dove il pollice sollevato sembra scomparire. Questo è il punto cieco.

A proposito: Non è solo la luce che può generare segnali nell'ugola e nei bastoncelli. Un colpo all'occhio o un forte sfregamento innesca un corrispondente impulso elettrico, simile alla luce. Chiunque si sia mai stropicciato gli occhi avrà sicuramente notato i motivi luminosi che poi pensi di vedere.

Percorso visivo e trasmissione al cervello

Dopo che i processi nervosi delle cellule gangliari si sono raggruppati per formare il nervo ottico (Nervus opticus), si uniscono attraverso un foro nella parete posteriore della cavità oculare (Canalis opticus).
Dietro questo, i due nervi ottici si incontrano nel chiasma ottico. Una parte del nervo attraversa (le fibre della metà mediale della retina) sull'altro lato, un'altra parte non cambia lato (le fibre della metà laterale della retina). Ciò garantisce che le impressioni visive di una metà completa del viso vengano trasferite sull'altro lato del cervello.
Prima che le fibre nel corpo geniculatum laterale, parte del talamo, vengano trasferite a un'altra cellula nervosa, alcune fibre del nervo ottico si diramano verso centri riflessi più profondi nel tronco cerebrale.
L'esame della funzione del riflesso oculare può quindi essere molto utile se si desidera localizzare l'area danneggiata nel percorso dall'occhio al cervello.
Dietro il corpo geniculatum laterale, continua quindi attraverso le corde nervose nella corteccia visiva primaria, che sono collettivamente denominate radiazioni visive.
Lì gli impulsi visivi vengono percepiti coscientemente per la prima volta. Tuttavia, nessuna interpretazione o assegnazione è stata ancora effettuata. La corteccia visiva primaria è disposta retinotopicamente. Ciò significa che un'area molto specifica nella corteccia visiva corrisponde a una posizione molto specifica sulla retina.
La posizione della visione più nitida (fovea centralis) è rappresentata su circa 4/5 della corteccia visiva primaria. Le fibre della corteccia visiva primaria attirano principalmente nella corteccia visiva secondaria, che è disposta come un ferro di cavallo attorno alla corteccia visiva primaria. È qui che avviene finalmente l'interpretazione di ciò che viene percepito. Le informazioni ottenute vengono confrontate con le informazioni provenienti da altre aree del cervello. Le fibre nervose corrono dalla corteccia visiva secondaria a praticamente tutte le regioni del cervello. E così, a poco a poco, si crea un'impressione complessiva di ciò che si vede, in cui vengono incorporate molte informazioni aggiuntive come la distanza, il movimento e, soprattutto, l'assegnazione di che tipo di oggetto è.

Attorno alla corteccia visiva secondaria ci sono ulteriori campi della corteccia visiva che non sono più disposti retinotopicamente e assumono funzioni molto specifiche. Ad esempio, ci sono aree che collegano ciò che viene percepito visivamente con il linguaggio, preparano e calcolano le corrispondenti reazioni del corpo (es. "Prendi la palla!") O salvano ciò che è visto come un ricordo.
È possibile trovare ulteriori informazioni su questo argomento in: Percorso visivo

Modo di vedere la percezione visiva

Fondamentalmente, il processo di "vedere" può essere visualizzato e descritto da diverse angolazioni. Il punto di vista sopra descritto è avvenuto da un punto di vista neurobiologico.

Un altro angolo interessante è il punto di vista psicologico. Questo divide il processo visivo in 4 livelli.

Il primo stadio (Livello fisico-chimico) e Secondo passo (Livello fisico) descrivono una percezione visiva più o meno simile in un contesto neurobiologico.
Il livello fisico-chimico si riferisce più ai singoli processi e reazioni che avvengono in una cellula, e il livello fisico riassume questi eventi nella loro interezza e considera il corso, l'interazione e il risultato di tutti i singoli processi.

Il terzo (livello psichico) cerca di descrivere l'evento percettivo. Non è così facile in quanto non puoi afferrare ciò che hai sperimentato visivamente né energeticamente né spazialmente.
In altre parole, il cervello “inventa” una nuova idea. Un'idea basata su ciò che viene percepito visivamente che esiste solo nella coscienza della persona che ha sperimentato visivamente. Ad oggi non è stato possibile spiegare tali esperienze percettive con processi puramente fisici, come le onde cerebrali elettriche.
Da un punto di vista neurobiologico, tuttavia, si può presumere che gran parte dell'esperienza percettiva si svolga nella corteccia visiva primaria. Sul quarto stadio Quindi ha luogo l'elaborazione cognitiva della percezione. La forma più semplice di questo è la conoscenza. Questa è una differenza importante per la percezione, perché è qui che si svolge un incarico iniziale.

Facendo un esempio, è da chiarire a questo livello l'elaborazione di quanto percepito:
Supponi che una persona stia guardando un'immagine. Ora che l'immagine è diventata cosciente, inizia l'elaborazione cognitiva. L'elaborazione cognitiva può essere suddivisa in tre fasi di lavoro. Innanzitutto c'è una valutazione globale.
L'immagine viene analizzata e gli oggetti vengono classificati (es. 2 persone in primo piano, un campo sullo sfondo).
Questo inizialmente crea un'impressione generale. Allo stesso tempo, questo è anche un processo di apprendimento. Perché attraverso l'esperienza visiva si acquisiscono esperienze e si assegnano priorità alle cose viste, che si basano su criteri appropriati (es. Importanza, rilevanza per la risoluzione dei problemi, ecc.).
Nel caso di una nuova percezione visiva simile, è possibile accedere a queste informazioni e l'elaborazione può avvenire molto più velocemente. Quindi si passa alla valutazione dettagliata. Dopo una rinnovata e più attenta ispezione e scansione degli oggetti nella foto, la persona passa ad analizzare gli oggetti salienti (ad esempio, riconoscere le persone (coppia), l'azione (tenersi reciprocamente in braccio)).
L'ultimo passaggio è la valutazione elaborativa. Viene sviluppato un cosiddetto modello mentale simile a un'idea, ma in cui ora confluiscono anche informazioni provenienti da altre aree del cervello, ad esempio i ricordi delle persone riconosciute nell'immagine.
Poiché, oltre al sistema di percezione visiva, molti altri sistemi esercitano la loro influenza su un tale modello mentale, la valutazione deve essere vista come molto individuale.
Ogni persona valuterà l'immagine in modo diverso sulla base dell'esperienza e dei processi di apprendimento e di conseguenza si concentrerà su alcuni dettagli e sopprimerà altri.
Un aspetto interessante in questo contesto è l'arte moderna:
Immagina una semplice immagine bianca con solo una macchia rossa di vernice. Si può presumere che il tocco di colore sarà l'unico dettaglio che attirerà l'attenzione di tutti gli spettatori, indipendentemente dall'esperienza o dai processi di apprendimento.
L'interpretazione, tuttavia, è lasciata libera. E quando si arriva alla domanda se si tratti di una questione di arte superiore, non c'è certamente una risposta generale che si applichi a tutti gli spettatori.

Differenze con il mondo animale

Il modo di vedere sopra descritto si riferisce alla percezione visiva delle persone.
Neurobiologicamente, questa forma differisce appena dalla percezione nei vertebrati e nei molluschi.
Insetti e granchi, d'altra parte, hanno i cosiddetti occhi composti. Questi sono costituiti da circa 5000 singoli occhi (ommatidi), ciascuno con le proprie cellule sensoriali.
Ciò significa che l'angolo di visione è molto più ampio, ma la risoluzione dell'immagine è molto inferiore a quella dell'occhio umano.
Pertanto, gli insetti volanti devono volare molto più vicini agli oggetti visti (es. Torta sul tavolo) per riconoscerli e classificarli.
Anche la percezione del colore è diversa. Le api possono percepire la luce ultravioletta, ma non la luce rossa. I serpenti a sonagli e le vipere hanno un occhio a raggi di calore (organo a fossa) con il quale vedono la luce infrarossa (radiazione di calore) come il calore del corpo. Questo è probabilmente il caso anche delle farfalle notturne.