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La Vista e la Visione

“La lontananza rimpicciolisce gli oggetti all’occhio, li ingrandisce al pensiero.”
Arthur Schopenhauer

La vista offre una conoscenza tempestiva del mondo che ci circonda; ma in realtà quello che vediamo è dentro di noi, ciò che vediamo è un’illusione

Il fatto che tutti noi condividiamo la stessa percezione del mondo crea un mondo fisico reale.

Il senso della vista si è adattato così bene al suo scopo che capire che ciò che vediamo è un’illusione, ha comportato uno sforzo notevole per molti uomini di talento, non meno oneroso di quello di capire che la terra gira intorno al sole.

Il senso della vista unisce intimamente la memoria interna con la stimolazione esterna.

Gli occhi sono le finestre dell’anima, ma anche le finestre attraverso le quali le radiazioni elettromagnetiche provenienti dall’ambiente.
Queste radiazioni eccitano un flusso d’informazioni bidimensionali e distorte che colpiscono le cellule della retina.

La maggior parte del processo visivo avviene nel cervello.
Ma è nella retina che inizia!
I segnali provenienti dai vicini recettori sono confrontate, codificate e quindi inviate sui nervi ottici al lobo occipitale della corteccia cerebrale,

Dove questa informazione è formattate e resa accessibile alle attività cerebrali.

L’occhio è essenzialmente un rivelatore di movimento fin da quando ha incominciato a formarsi negli organismi coperti di conchiglia del periodo pre-cabriano.

occhio di un insetto

Poiché solo le cose che si muovono sono interessanti; l’occhio composto degli insetti
ben si adatta allo scopo.
Un ulteriore vantaggio è stato acquisito dalla possibilità di ricevere la luce.
Indispensabile per distinguere i colori dei fiori e la polarizzazione della luce del sole. 

Artropodi, cefalopodi e cordati hanno sviluppato in maniera indipendente l’occhio e la capacità di vedere, ma per tutti si è dimostrata indispensabile la capacità di discriminare le relazioni spaziali.

movimento della messa a fuoco

A dispetto del fatto che i nostri occhi sono ora utilizzati per identificare oggetti statici (leggere, fissare un monitor, ecc) il loro funzionamento di base poggia, sempre, sul confronto degli stimoli.
la differenza di segnali ricevuti da cellule vicine è fondamentale per percepire il movimento. Quando si osserva una scena statica, ad esempio guardiamo un volto, gli occhi compiono dei piccoli movimenti ripetitivi chiamati saccadici.
Questi movimenti,permettono di spostare il punto di fissazione molto velocemente.  
Ciò accade perché se un’immagine si stabilizza sulla retina, in poco tempo si oscura e scompare.
In fin dei conti un rivelatore di movimento risponde al movimento, se una cosa non si muove sono gli occhi a muoversi.
Sicuramente i vasi sanguigni della parte anteriore della retina producono delle ombre su di essa, ma non sono viste. Ogni stimolo costante è ignorato!

L’occhio assomiglia un po’ a una macchina fotografica fatta eccezione per il potere di risoluzione sulla retina
L’occhio non registra pixel per pixel un’immagine come una macchina digitale; ma codifica dei segnali che vengono inviati dal nervo ottico al cervello, questo è indispensabile per il riconoscimento degli oggetti.

La vista non è un senso istintivo, ma dipende da precedenti esperienze.
Le sue caratteristiche generali e le sue potenzialità fondamentali, naturalmente, sono innate ma il senso della vista deve essere sviluppato attraverso l’esperienza.

ESREF ARMAGAN pittore cieco

Nei bambini piccoli questo processo avviene confrontando le informazioni provenienti da altri sensi, soprattutto l’olfatto e il tatto con le relative percezioni visive. Quanto questo sia vero lo dimostra il pittore Turco Esref Armagan,che pur essendo cieco dalla nascita dipinge forme tridimensionali.
Questo dimostra che vedere non è solo guardare e che la vista è un senso composto.
    

Nelle persone adulte il senso della vista non è immutabile. Nel 1992 i ricercatori Thach, Goodkin e Keating fecero indossare ad alcuni soggetti lenti prismatiche invertite, in modo che le immagini percepite fossero capovolte. Pochi giorni dopo i soggetti riferivano di aver iniziato a vedere le cose normalmente.

Questo dimostra che la vista è principalmente una funzione del cervello e che le immagini “ pixellate” svolgono un ruolo molto piccolo.

Molti oggetti sono riconosciuti dalle loro linee fondamentali, il resto è dedotto; ciò che è appositamente codificato sono l’orientamento delle linee e la direzione del movimento.
Quindi, il senso della vista è una proprietà della coscienza in cui è profondamente coinvolto il cervello. Tutti i sensi sono coinvolti nella percezione e nella coscienza formando interessanti interconnessioni.
Gli scultori e i pittori sono geniali nel percepire e riprodurre questa funzione.


COME FUNZIONA L’OCCHIO?

La luce è la radiazione elettromagnetica cui l’occhio risponde.
La luce pura corrisponde a una lunghezza d’onda che va da 380 nm a 700 nm, la sensibilità dell’occhio cade tra i 400 nm e i 700nm.

a sinistra:raggi X, ultravioletti, gamma . Al centro visione umana. A destra microonde onde radio raggi infrarossi
  • I raggi infrarossi non entrano nell’occhio ma ne riscaldano la superficie,
  • l’onda lunga dei raggi ultravioletti causa fluorescenza negli occhi e questa fluorescenza può essere vista,
  • le onde corte ultraviolette non possono essere viste e causano irritazione della congiuntiva (queste radiazioni sono molto dannose per l’occhio causando danni irreversibili);
  • i raggi X non sono rifratti dall’occhio ma lo attraversano,
  • i raggi gamma sono percepiti come un bagliore diffuso.

La Retina

cellule recettoriali della retina




La retina è la parte sensibile alla luce dell’occhio.
Ci sono due sistemi di recettori i coni e i bastoncelli. In realtà la retina è un organo duplice con un network per i coni e uno per i bastoncelli; infatti, i rettili e gli uccelli hanno in pratica solo coni, alcuni animali notturni solo bastoncelli.



I bastoncelli sono sensibili alla luce debole e inefficaci alla luce forte, hanno una sensibilità massima di 507 nm. I coni sono sensibili alla luce forte e insensibili a quella debole con una sensibilità massima di 555 nm. 

La visione dei bastoncelli si chiama scotopica,( visione monocromatica che si utilizza con poca luce) quella dei coni fotopica.( tipo di visione che si attiva con la luce normale e permette di rilevare i colori)

retina vista al microscopio elettronico


I bastoncelli si trovano in tutte le parti della retina e sono molto sensibili al movimento ma non discriminano il colore. I coni sono fittamente addensati su una piccola parte vicino al lato temporale del nervo ottico, detta fovea, la loro densità diminuisce man mano ci si allontana dalla fovea. La fovea dove la densità dei recettori è molto alta permette la visione fine con la messa a fuoco dei particolari. La visione dei colori e dei particolari è dovuta ai coni.

La Pupilla
       

La dimensione della pupilla cambia con i diversi livelli di luminosità; si espande nella penombra o quando un oggetto si avvicina all’occhio.
La ragione plausibile per cui il diametro della pupilla varia è di limitare l’entrata della luce.
Quando l’illuminazione è sufficiente, riducendo la profondità di campo e le aberrazioni, pur consentendo il pieno utilizzo della poca luce in penombra.

La cornea è una superficie trasparente con un raggio di curvatura di 8 mm.Questa è la zona dove la luce entra nell’occhio, la maggior parte della rifrazionesi svolge sulla sua superficie. Questo fatto è dimostrato dalla perdita di messa a fuoco a parte dell’occhio quando si nuota sottacqua. La luce quindi passa nell’umore acqueo, che nutre la cornea e il cristallino, che non hanno vasi sanguigni.

IL passo successivo è l’attraversamento dell’umore vitreo, che è una specie di gelatina, arrivando finalmente sulla retina sul fondo dell’occhio.

L’immagine che arriva sulla retina è invertita, ma la decifrazione delle immagini non ha nulla a che vedere con la loro interpretazione.

Il sistema visivo tollera gli errori dell’immagine retinica e li corregge dove è possibile.

immagine invertita sulla retina


L’occhio ha una notevole aberrazione sferica e cromatica, così l’immagine sulla retina è povera e capovolta. L’immagine mentale è molto più ricca, perché è raffinata dal sistema nervoso visivo.
La visione precisa e fine della fovea serve per correggere l’immagine mentale.
Tuttavia una messa a fuoco carente rende i margini indistinti e poiché il sistema si basa sulle linee la percezione risulta povera e offuscata.

I difetti della visione

miopia , emmetropia, ipermetropia, astigmatismo


Il motivo più comune di una scarsa messa a fuoco è una scorretta curvatura della cornea, dove si concentrano i cambiamenti dell’indice di rifrazione. Se la cornea è curvata troppo rigidamente la messa a fuoco degli oggetti è troppo corta e cade davanti a retina, si ottiene così la miopia.
L’ipermetropia è il suo opposto, l’immagine cade dietro la retina.
La mancanza di sfericità e l’irregolarità della cornea causa l’astigmatismo, per cui le immagini si formano su piani diversi. Col passare del tempo il cristallino diventa più rigido è i muscoli ciliari non possono più adeguare la sua curvatura, si ha così la presbiopia.

Tutti questi errori possono essere corretti con delle lenti, ma non bisogna dimenticare che abbiamo a che fare con un sistema complesso costituito da tessuti e muscoli, che hanno bisogno di riposo ed esercizio e soprattutto di una corretta igiene e comunque non dimentichiamoci che la percezione è soggettiva.

IL NERVO OTTICO

coni e bastoncelli

Il nervo ottico dopo aver attraversato il cervello entra nel bulbo oculare e si collega con i coni e i bastoncelli, il vantaggio evolutivo di questa situazione è di mantenere le cellule relativamente fisse nella loro posizione. I coni e i bastoncelli non si collegano direttamente alle cellule del nervo ottico come le tubature di uno scarico; ma come ha descritto Ramón y Cajal (1852-1934), i neuroni negli occhi hanno un corpo da cui si diramano delle arborescenze che sono i dendriti, per gli stimoli in entrata, e gli assoni per gli stimoli in uscita.

Questa zona è fatta come un panino al salame.

da un lato abbiamo i fasci di assoni dei nervi ottici dall’altro i coni e i bastoncelli che sono collegati ai gangli dei nervi ottici tramite le cellule bipolari e quelle orizzontali. I segnali dai vicini recettori della retina si raggruppano nelle cellule orizzontali a formare un settore ricettivo di risposte contrastanti così che, se l’illuminazione del campo è uniforme, non si hanno stimoli netti, ma se si attua una differenza d’illuminazione dal centro alla periferia lo stimolo diventa netto.

Ecco il significato della luce accecante.

Alcuni campi recettivi usano le differenze di colore come il rosso-verde o giallo-blu in modo da differenziare gli stimoli applicati ai colori e anche alla luminosità. Questo è il livello più basso dell’elaborazione dello stimolo luminoso, si trovano anche altri raggruppamenti di cellule in altre parti del cervello, cioè il corpo genicolato laterale e la corteccia visiva. Tutti questi meccanismi non sono ancora completamente chiariti quello che è chiaro è l’importanza della differenziazione degli stimoli nell’utilizzo dei sensi, così se la retina è illuminata in maniera  che la luce e il colore sono uniformi si ha una scarsa attività del nervo.
Ci sono da sei a sette milioni di coni, e da 110 a 130 milioni di bastoncelli in media nella retina umana, ma ci sono 800000 fibre del nervo ottico, pertanto le informazioni mandate al cervello sono una quantità enorme e collegamenti non possono essere semplici.

I nervi ottici s’incrociano nel chiasma ottico, che sta proprio in mezzo al cervello.

vie ottiche dall’occhio alle aree visive corticali

Questo comporta che tutti i segnali provenienti dal lato destro e sinistro delle due retine sono spediti alla metà destra del cervello e alla metà sinistra del cervello; mentre i segnali provenienti dalla retina destra e sinistra sul lato nasale sono spediti le sinistre a destra, le destre a sinistra.
E’ per questo motivo che se si perde un occhio, il sistema visivo continua a funzionare e a Polifemo una visita dall’oculista costa la metà. Le aree visive di destra e di sinistra che si trovano nei lobi occipitali sono connesse dal corpo calloso, queste connessioni già ordinatamente presenti alla nascita.

Che il cervello sia un centralino adattabile che eroga dati; è stato dimostrato da un’interessante esperimento nel quale i nervi ottici di giovani mammiferi sono stati deviati nella corteccia uditiva

. Questi animali hanno conservato la vista almeno in parte dimostrando che il cervello è un organo adattabile e che gran parte del suo funzionamento dipende dall’apprendimento.

La rodopsina è stata la prima proteina scoperta sensibile alla luce.

rodopsina

Questa proteina assorbendo un quanto o due di luce cambia la sua struttura innescando un impulso elettrico nel nervo ottico.

La rodopsina ritorna nella sua struttura normale dopo circa 15 minuti. Quando la luce è troppo forte tutta la proteina è modificata e i bastoncelli sono insensibili alla luce e quindi si è accecati. Nei coni sono state identificate tre proteine simili. L’ adattamento degli occhi al buio riguarda principalmente il ritorno alla forma normale di queste proteine, che avviene dopo 7 minuti.
Con poca luce il blu diventa più vivido e il rosso diventa nero.
La presenza di tre proteine fotosensibili nei coni è dovuta al fatto che tutti i colori che vediamo sono una miscela di tre luci monocromatiche:

  • la luce rossa,
  • la luce verde,
  • la luce blu.

Ecco spiegato il famoso sistema RGB di Photoshop che tutti usano e nessuno sa cos’ è.

Bene per oggi terminiamo qui non perdetevi il prossimo interessante articolo sulla visione dei colori.
P.S se avete trovato interessante questo articolo non dimenticate F.G.C.

Fai Girare la Conoscenza

La Vista e la Visione
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