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abril de 2007
Neurofotónica de la Visión
SISTEMAS VISUALES
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a sus dos enormes ojos compuestos,
añadieron varios ojos simples u
ocelos.
El ojo es el órgano que
ha evolucionado para
detectar la luz.
Se sabe que los ojos de los insectos consisten de un grupo de lentes
compuestas, mientras que los ojos de los vertebrados tienen lentes
simples. Pero además están hechos de tipos diferentes de células: los ojos
de los insectos están formados de células lamadas fotorreceptores
rhabdoméricos; los vertebrados por fotorreceptores ciliarios.
Universidad de California en Berkeley
Foto: Luke Lee.
Gracias a los ocelos u ojos
simples, sensibles a la
La diferencia más obvia entre esas células es la manera en que las células
aumentan su superficie para acomodar grandes cantidades de sensores de
luz. Las células rhabdoméricas están cubiertas de pequeñas protusiones
parecidas a dedos. Las células ciliares tiene prolongaciones similares a
cabellos que se extienden para formar algo parecido a pequeñas
sombrillas.
luminosidad ambiental,
determinan exactamente
el momento del primer
despegue matutino y el
último vuelo posible al
anochecer.
En la mayoría de los vertebrados y algunos moluscos, el ojo
funciona proyectando imágenes a una retina sensible a la luz.
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Algunos 250 imágenes por segundo, frente a las 16 del ser humano
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EL OJO HUMANO
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http://education.yahoo.com/reference/gray/
http://www.bartleby.com/107/
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Henry Gray (1827-1861)
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44 dioptrías.
La luz entra a través de la cornea, donde tiene lugar
gran parte de la curvatura que sufre la luz.
El cristalino permite enfocar objetos situados a diferentes distancias. Al igual que
la córnea, contribuye a refractar la luz que entra en el ojo y la proyecta sobre la
retina.
Se encuentra sostenido por la zónula de Zinn, un
ligamento que conecta el músculo ciliar con la cápsula.
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la pupila que comunica la cámara anterior del ojo con la cámara posterior.
Las fibras musculares del iris la constituyen
dos músculos, el esfínter del iris que va a
producir miosis, es decir contracción de la
pupila y el dilatador de la pupila que va a
producir midriasis.
La fóvea es una pequeña depresión en la retina, en el centro de la así llamada
mácula lútea. En el ojo humano tiene un diámetro aproximado de 1,5 milímetros.
En todos los mamíferos, la fóvea es el área de la retina dedicada a la visión más
nítida.
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Conjuntiva
Es una membrana mucosa y transparente
que tapiza el globo ocular.
Ayuda a lubricar el globo ocular, produciendo mucosidad y
lágrimas, aunque éstas en una cantidad menor que las
glándulas lagrimales.
Venas en el coroides
Conjuntiva bulbar, que recubre la esclerótica.
Conjuntiva tarsal, que recubre la parte posterior del párpado.
La coroides es, junto a iris y cuerpos ciliares, parte de la úvea.
Es una membrana de coloración oscura que se encuentra entre la
retina y la esclerótica. Hacia atras se perfora por los elementos
del nervio óptico y por delante se continua con la zona ciliar.
Arterias en el
coroides
La función de la coroides es mantener la temperatura constante y
nutrir a algunas estructuras del globo ocular.
En los animales nocturnos, la coroides es reflectante
(tapetum lucidum) *
Sin capa esclerótica
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i = pupila
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j = córnea
h = iris (anatomía)
k = cámara anterior
(rellenada con Humor
acuoso)
g = cámara posterior
f = zónula
l = cuerpo ciliar
e = retina
d = coroides
m=cristalino
c = esclerótica
b = disco óptico
o = humor vítreo
La cara retiniana del nervio óptico se denomina disco óptico o papila óptica.
a = nervio óptico
p = fóvea
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n = ligamento de suspensión del cristalino
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El disco óptico, por lo regular es algo oval, de 1.5
mm de diámetro, situado en el lado nasal del polo
posterior. En el borde del disco, se interrumpe en
forma súbita la continuidad de los tejidos
retinianos, salvo en las fibras del nervio óptico.
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Corresponde a la entrada del nervio óptico
y se ve como una formación redonda,
amarilla o rosado-crema
Hay millones de fibras nerviosas que van desde la retina al nervio óptico,
las cuales se juntan en el disco óptico.
Conforme aumenta la presión del fluido dentro del ojo, daña estas fibras
nerviosas, que son muy sensibles, y empiezan a morir. Al ocurrir esto, el
disco óptico comienza a hacerse hueco rechazando las fibras del nervio
óptico, el cual adoptará la forma de copa o curva.
Si la presión se mantiene muy alta por demasiado tiempo se puede dañar
el nervio óptico, resultando en pérdida de la visión. (Glaucoma)
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Una sacada es un movimiento rápido del ojo, cabeza u otra parte del cuerpo de
un animal o dispositivo
LA RETINA
Si toda la escena fuera vista en alta resolución, el diámetro
del nervio óptico sería incluso mayor que el del propio globo
ocular. Por esto, un procesado de toda la escena en alta
resolución requeriría además un cerebro varias veces
superior al actual.
http://sepiensa.org.mx/contenidos/p_persis/1.htm
Una sacada típica dura
entre 20 y 200
milisegundos.
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gliales de Müller ocupan
completamente la superficie de la
retina sobre la cámara vítrea.
Las fibras ópticas están
constituidas por los axones de las
células ganglionares y, en la
mayoría de las especies, no están
mielinizadas dentro de la retina
la cabeza del nervio óptico o
papila óptica, en donde giran y
abandonan el globo ocular con
el nervio óptico
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1.
2.
3.
4.
Corte de la retina
Epitelio pigmentario
Cono
Bastoncito
5.
6.
7.
8.
9.
Célula horizontal
Célula bipolar
Célula amacrina
Célula ganglionar
Nervio óptico
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Ramón y Cajal,
utilizando el
método de
Golgi(1885 –método de
tinción)
a: bastoncitos; b: conos;
g: células bipolares para bastón;
f: células bipolares para conos.;
r, i, j: células ganglionares.
10. Capa nuclear externa
11. Capa plexiforme externa
12. Capa plexiforme interna
13. Capa de las células ganglionares
1.- Capa de los conos y los bastones
2.- Capa limitante externa
3.- Capa de los granos externos
4.- Capa plexiforme externa
14. Estímulo luminoso
A: Células pigmentadas;
B: células epiteliales
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Neuronas retinianas teñidas con el
método de Golgi
y Las células del epitelio pigmentario, que
forman la capa más externa de la retina. Se
organizan como una sola capa de células que reposan sobre una
membrana basal (participando en la constitución de la membrana de
Brüch) y se caracterizan por la presencia de gránulos de melanina
(pigmento negro en la capa pigmentada) en su citoplasma, que
absorben toda la luz que llega hasta su nivel
reduciendo el reflejo distorsionante dentro del
ojo, absorbiendo cualquier luz no percibida por
los fotorreceptores y mejorando la agudeza
visual.
y Sin la melanina los rayos de luz se reflejarían y se
tendría visión difusa. En los albinos, y debido a
cuestiones hereditarias, no tienen melanina, y por eso su
agudeza visual es peor.
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Stephen Polyak
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Célula de Muller (Darnell y cols. 1990)
Neuroglía
Además de las neuronas, el sistema nervioso está constituido por células
gliales. Al conjunto de células gliales se las denomina genéricamente glía o
neuroglía. Hay alrededor de 10 a 50 veces más células gliales que
neuronas.
y Las células gliales, entre las que cabe destacar a las células de
Müller, astroglia y microglia, fueron ya descritas por Cajal hacia
más de 100 años (1892).
La glía cumple funciones de sostén y nutrición.
El tejido glial o « glia » fue descrito por primera vez en 1856 por el patólogo Rudolf
Virchow, siendo descrito inicialmente como el tejido conectivo propio del cerebro.
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El papel de las células gliales en el
desarrollo y control de la función sináptica,
y por tanto en la velocidad de aprendizaje,
es reciente (2004)
membrana limitante interna (ILM)
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Astrositos: en las porciones
centrales y periféricas de la retina
células microgliales
y Los astrocitos se encuentran
casi exclusivamente a nivel de
la capa de fibras del nervio
óptico.
y Su morfología cambia según su
localización, de manera que
pasan de ser muy elongados a
nivel de la retina central a una
morfología estrellada a nivel de
la retina periférica (Schitzer,
1988).
y No existen astrocitos a nivel de
la fóvea avascular ni de la ora
serrata.
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se sitúa a nivel de la superficie de contacto
entre la retina y el humor vítreo actuando como
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barrera de difusión entre ambos.
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y derivan del mesodermo circundante a las vesículas
ópticas, por lo que estrictamente no son células
neurogliales. Penetran en la retina coincidiendo con los
precursores de los vasos sanguíneos.
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Optobionica
http://www.optobionics.com/
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Se instala entre las dos capas de
células de la retina. Lo que hace el
chip es emular lo que hace la primera
capa. Se trata de un chip con 5 000
fotocélulas. (Sí, aunque parezca
mentira, en un disco de 2 mm de
diámetro, se comprimen 5 000
fotocélulas). El chip se alimenta de la
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energía de la luz que le llega.