LÁTÁS II. 73. Látás: Az oculomotoros folyamatok szabályozása. Agykérgi mechanizmusok. Binocularis látás, színlátás

Átírás

1 LÁTÁS II. 72. Látás: A fotoreceptorok működése, jelfeldolgozás a retinában. A látótér és a látópálya 73. Látás: Az oculomotoros folyamatok szabályozása. Agykérgi mechanizmusok. Binocularis látás, színlátás Vision:CellPress-Thevisualpathwayofzebrafish Rosta Judit 2019 Április 16. LÁTÁS I. a szem felépítése könnyszekréció palpebrális (cornea)-reflex törőképesség, fókuszpont, myopia, hyperopia, presbyopia, astigmia accomodáció Intraoculáris nyomás- glaucoma szemmozgások 1

2 A SZEM FELÉPÍTÉSE ISMÉTLÉS- Látás I. Törőképesség: Lencse vs cornea? Pupillareflex musc.sphincter/dilatator pupillae Törőképesség Astigmia Glaucoma Accomodáció musc.ciliares zonula rostok (felfüggesztő ligamentumok) Accomodáció Ciliáris test: Aqueous Humour: CSF-szerű szekrétum a ciliáris epithelből pupilla Felszívódás zavara=>intraokulá ris nyomás nő Cataract (szürkehályog): a lencse elhomályosodása ACCOMODÁCIÓ ISMÉTLÉS- Látás I. Ciliáris test távollátás közellátás Accomodáció: Parasympathicus reflex Zonula rostok Musc.dilat.pupill. Musc.ciliares Stimulus: kép elmozdulása a retináról 1. Musc.ciliares kontrakció 2. Zonula rostok relaxálnak passive 3. Lencse domborodik-saját rugalmasság + musc. sphincter pupillae contrakció (ggl. ciliare) + szemek konvergálása 2

3 LÁTÁS II. pupillareflex látásélesség a retina sejttípusai phototranszdukció, scotopiás-photopiás látás színlátás adaptáció perimetria látómező látókéreg térlátás szemmozgások koordinálása PUPILLAREFLEX A pupilla méretének a fény intenzitásához igazítása musc.sphincter/dilatator pupillae kontrakciója Stimulus: fény, akkomodáció Stimulus: fény intenzitása csökken, szimpatikus izgalom amphetamin, LSD, ecstasy, cocaine Mydriatikumok musc.sphincter-miosis pupillae musc.dilatator-mydriasis pupillae Parasympathicus tónus Atropin (muszkarinerg antagonista) 3

4 PALPEBRÁLIS vs. PUPILLAREFLEX Látás I.-II. Felső AGYTÖRZSI MOTOR REFLEXEK Konszenzuális Reakció FÉNY MYOSIS Retina Musc.sphincter pup. aff. eff. Pretectal Nucl. Ggl. ciliare psy. Nucl. Edinger- Westphal PLR anaesthesia PALPEBRÁLIS vs. PUPILLAREFLEX Látás I.-II. Felső AGYTÖRZSI MOTOR REFLEXEK Consensual Reaction FÉNY MYOSIS Retina Musc.sphincter pup. aff. eff. Pretectal Nucl. Ggl. ciliare psy. Nucl. Edinger- Westphal PLR stimulus Szemhéj záródása Cornea orbicularis oculi musc. aff. aff. eff. Trigeminal Sensory Nucl. Facial Motor Nucl. Lemn.Med. Corneareflex VOR (Vestibulo-Okuláris Reflex) PALPEBRÁLIS-CORNEA REFLEX= cornea stimulálására a szemhéj záródik- bilaterális 4

5 LÁTÁSÉLESSÉG MIT JELENT 1 szögperc? Optikai rendszer milyen mértékben képes a fény konvergálására/divergálására: törőerő (mértékegység: Dioptria) Finom részletek elkülönítésének képessége: térbeli feloldóképesség (mértékegység : Látószög (α : szögperc ) emberi szem: 1' az emberi szem felbontóképessége számszerűsítve látótávolságban kifejezve: Látásélesség (mértékegység : Visus) Látószög tárgy 1/360 része a körnek=1 1 =60 szögperc Látótávolság Két pont távolsága kritikus távolság LÁTÁSÉLESSÉG LÁTÓSZÖG: látótávolságtól független Két pont távolsága: m Látószög: α=2 Látótávolság: m 5

6 LÁTÁSÉLESSÉG HOGYAN MÉRJÜK A LÁTÁSÉLESSÉGET? Látótávolság Két pont távolsága α: independent from viewing distance CSAPODY-FÉLE OLVASÓTÁBLA SNELLEN-,KETTESSY- VISUSTÁBLA α 1 0,1 mm 1 1,5 mm (25 cm) (5 m/20 feet) Az emberi szem képes elkülöníteni az egymástól 0.1 mm-re lévő két pontot 25 cm-ről Az emberi szem képes elkülöníteni az egymástól 1.5 mm-re lévő két pontot 5 m-ről GYAKORLAT LÁTÁSÉLESSÉG NORMÁL VISUS V=5/5 5/50 A tesztelés távolsága d MIT JELENT Az 5/2 VISUSÉRTÉK? V= d D Normál látás D Standard-tesztelés távolsága Változó - normál távolság subject Normal 5/9 5/2 Normal Normal Dioptria Dioptre Measure érték Mért 20/20 visusérték Measure / /80 csökkent látásélesség: V<1 myopia, retinitis pigmentosa, diabetese retinopathia presbyopia, cataract / / / /500 6

7 A FÉNY ÉRZÉKELÉSE A látható fény A látható fény Fény= Elektromágnese sugárzás: részecskék FOTON terjedése a térben, energia; a látható fény hullámhossza nm Hullámhossz nm (4-7 * 10-7 m) Prizma: a fénysugár megtörése (diszperzió) A hosszabb hullámhosszú (vörös) és a rövidebb hullámhosszú (kék) szétválasztódik a különböző hullámhosszúságú fénynyalábok eltérő szögben törnek meg- a szín érzékelése az eltérő hullámhosszok felismerésén alapszik 7

8 FOTOTRANSZDUKCIÓ Az energia (foton) átkonvertálása elektromos jellé (akciós potenciál)? Fény REFRAKCIÓ REFLEKCIÓ ABSZORPCIÓ 8

9 FÉNYÉRZÉKELÉS A fotont (a fény elemi egysége) fényérzékeny molekulák (fotopigmentek) elnyelhetik (abszorpció) miáltal a szerkezetük megváltozik FOTOPIGMENTEK All-trans retinol (A-vitamin) RETINAL Fotopigmentek: FOTORECEPTOROK külső membránjában lokalizált photo-szenzitív molekulák retinal pl. RHODOPSIN Retinal + Opsin opsin G-protein (TRANSDUCIN) stimulálása FOTOTRANSZDUKCIÓ SÖTÉT ÁRAM FÉNY: fotoreceptorok lekapcsolása DARK LIGHT 1. Fény elnyelése (fotopigmentek) 2. Fotopigmentek lebomlása 3. fotoreceptorok lekapcsolása CGMP magas Transzmitterrelease (glu) CGMP alacsony cgmp-kapuzott kationcsatornák ZÁRÁSA Hyperpolarizáció Csökkent Transzmitter felszabadulás Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 9

10 FOTOTRANSZDUKCIÓ Az energia (foton) átkonvertálása elektromos jellé (akciós potenciál) SZIGNÁL/FOTOTRANSZDUKCIÓ Fotoreceptorok PÁLCIKÁK CSAPOK a foveában KONVERGENCIA BIPOLÁRIS GANGLION NINCS KONVERGENCIA BIPOLÁRIS on válasz (depolarizáció off válasz (hyperpolarizáció) GANGLION Receptív mező (centrum-periféria) Akciós potenciál generálás Vol. 13, No. 1 of the Creation Ex Nihilo Technical Journal,Gurney P verted retina (invertebrates) inverted retina (vertebrates) 10

11 FOTORECEPTOROK fotoreceptorok eloszlása a retinán Pálcikák és Csapok Különböző funkció és eloszlás Univers. d' Alacant Retinal microscopy-by Nicolás Cuenca Pálcika 120 millió Csap 6 millió "scotopiás látás sötét "photopiás látás nappali fény Fovea (Foveola): csak csapok Neuronok,axonok elhajlása miatt a fény torzulás nélkül éri el a retinát periféria Pálcikák Csapok 0 fovea sharp central vision (from Curcio et al.,1990) OPTHALMOSCOPIA szemfenéktükrözés (erek állapota) HUMAN RETINA FOVEA CENTRALIS csapok MACULA LUTEA éleslátás n. Opticus kilépése Receptorok hiányoznak GYAKORLAT 11

12 FOTOTRANSZDUKCIÓ A retina sejttípusai Retinális epithelium A fény iránya Fotoreceptorok Horizontális sejtek Bipoláris sejtek Amacrine sejtek Szignáltranszdukció melanin(-albino) photopigment regeneration integrálás+szabályozás receptor sejtek kimeneténél A fény iránya Transcriptional regulation of photoreceptor development and homeostasis in the mammalian retina;anand Swaroop, Douglas Kim & Douglas Forrest; Nature Reviews Neuroscience 11, (August 2010) Photoreceptorok: R-pálcikák,C-csapok Ganglion sejtek Inhibitoros interneuronok FOTORECEPTOROK SZÍNLÁTÁS Kromatikus és luminancia tulajdonságok 1. pálcikák és csapok eltérő fényérzékenységgel (luminancia) rendelkeznek 2. Spektrális érzékenység: fotopigment-tartalom alapján (chroma-szín) a különböző hullámhosszok közötti különbség érzékelése a színérzékelés alapja 12

13 FOTORECEPTOROK SZÍNLÁTÁS Fotopigmentek különböző abszorpciós spektrummal Pálcikák: Rhodopsin Csapok: 3 különböző fotopigment Vörös-zöld- és kék-érzékeny csapok MOSAIK-MODELL Színlátás zavarai A 3-féle csap elhelyezkedése a foveában megváltozott spektrális szenzitivitás Egy típusú csap teljes hiánya/ pl. zöld hiánya Csak egyfajta pigment található=teljes színvakság Ishihara-teszt (Gyakorlat) FOTORECEPTOROK ADAPTÁCIÓ a fotoreceptorok képessége a különböző fényviszonyokhoz való alkalmazkodás Fény elnyelése= a fotopigmentet lebomlása Fotopigment regenerációja: pálcikákban lassú (30min), csapokban gyors (2-3 min) FÉNYADAPTÁCIÓ 1. Pupilla szűkül 2. A pálcikák szaturálódnak 3. csapokra való átállás SÖTÉTADAPTÁCIÓ 1. Pupilla tágul 2. Alacsony fényintenzitás nem elegendő a csapoknak 3. A pálcikák fotopigmentjei lebomlottak, fel Szaturáció elkerülésére (= fotoreceptorok érzéketlenné válása=lebomlása) kell építeni újra lassú (30 min) A retina érzékenysége csökken a fény intenzitásának emelkedésével A retina érzékenysége nő a fény intenzitásának csökkenésével 13

14 A látópálya CGL-en kívüli projekciók Temporal hemifield Pretectum:pu pillareflex, lencse Nasal hemifield Collic. Sup. szemmozgások kordinálása Pretectum: Pupillareflex (Konszenzuális) Guyton and Hall. Medical Phys. A nazális retinafélből származó rostok átkereszteződnek az ellenoldalra!! Látóterek leképeződése a retinán Temporális látótér nazális retinafélen ellenoldali vizuális kéreg Látótér PERIMETRIA: a látótér feltérképezése Fiziológiás scotoma (vakfolt) Monokuláris Látótér Binokuláris látótér OPTHALMOMETRIA: a szem biometrikai jellemzőinek mérése (pl. cornea görbülete) Javal-Schiötz Ophthalmometer 14

15 Látópálya Retina A vizuális infomációk szegregálódása megtartott marad: CGL Corpus Geniculatum Laterale (CGL) PARVOCELLULÁRIS pálya Vizuális kéreg MAGNOCELLULÁRIS pálya striatum-csíkozott színérzékelés Térbeli felbontás Vizuális kéreg Funkcionális egység: Columna Primer Visual Cortex V1 (Hubel & Wiesel, 1958) fény-érzékeny blob -ok OKULÁRIS DOMINANCIA OSZLOPOK ORIENTÁCIÓS COLUMNÁK OKULÁRIS DOMINANCIA OSZLOPOK az azonos orientiációjú stimulusra reagáló neuronok funkcipnális egysége OKULÁRIS DOMINANCIA OSZLOPOK Monoculáris régiók 15

16 A vizuális információk kérgi feldolgozása Vizuális asszociációs kérgi területek V2: komplex formák felismerése V3: geometria V3a: mozgás-irány V4: szín V5: kinetika-(mozgás) V6: stereopsis (3D) Temporális kéreg ( inferotemporális kéreg ): Alak és forma 31 Szemmozgások koordinálása CGL-en kívüli projekciók C. Colliculus Superior: szemmozgások koordinálása B. Pretectum: I. pupillareflex II. accomodáció III. optokinetikus reflex OPTOKINETIKUS NYSTAGMUS válasz a látótér elmozdulására (követő) 16

17 Szemmozgások koordinálása Klasszifikáció OPTOKINETIKUS NYSTAGMUS Optikai tengelyek alapján: I. konjugált szemmozgások II. konvergáló és divergáló szemmozgások III. Torziós szemmozgások konvergáló 1sec konjugált Sebesség alapján: I. saccadikus szemmozgások: < 60 /s /s; Gyors és lassú komponens III. fixációs periódusok (max. 0,5 s) torziós PERCEPCIÓ Stereopsis Diszparitás=különbség Stereopsis: 3D érzékelés mélységérzékelés (távolság) BINOKULÁRIS DISZPARITÁS Mélységinformáció: Lokalizáció a retinán Korrespondeáló retinapontok: ha aretinákat egymásra fektetve egymásnak megfeleltethető retinapontok; Fixált objektum a két retina korrespondeáló pontjaira vetül Horopter: összes pontja a fixált objektummal azonos távolságon van 17

18 Stereopsis (3D) Lokalizáció a retinán- mélységinformáció (távolság érzékelése) Corresponding retinal points Non-corresponding retinal points LÁTÁS Nr.72 Smart Contact Lenses kontakt lencsék beépített microelectromos szenzorokkal Review of optometry (published Febr, 2017) Presbyopia- akkomodáló lencsék- autofókuszálás msec-on belül (Johnson & Johnson Vision Care) Intraoculáris nyomás monitorozása: glaucoma esetén Arch Ophthalmol. 2012;30:1534-9, Mansouri K, Medeiros FA, Tafreshi A, Weinreb RN. anti-allergén gyógyszereket tartalmazó és adagoló kontakt lencsék tervezése (New Drug Application in 2017)- Johnson & Johnson Vision Care s 18