OCCHIO...
ALLA FISICA
LA STRUTTURA ANATOMICA DELL'OCCHIO
L'occhio è uno strumento quanto mai versatile. Può seguire una pallina da tennis che "viaggia" quasi a 100 km l'ora e a parecchi metri di distanza.
Cambiare il fuoco in un istante per leggere il giornale a pochi centimetri dal naso, controllare il punteggio sul tabellone segna punti a centinaia di metri. L'occhio può adattarsi rapidamente a variazioni dell'intensità della luce e distinguere migliaia di sfumature cromatiche.
Grazie al senso della vista possiamo orientarci nel mondo attorno a noi, cogliere le espressioni delle persone, godere le straordinarie immagini di opere d’arte o spettacoli della natura.
Innanzitutto, per poter analizzare il fenomeno della vista e il funzionamento dell’occhio, descriviamo velocemente la sua struttura anatomica:
L’occhio è paragonabile ad una sfera di raggio 12 mm circa.
Il suo compito è di ricavare informazioni sull’ambiente circostante attraverso la luce che gli proviene dall’ambiente.
Esso è sostanzialmente costituito da tre strati:
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LA SCLERA
La sclera è una membrana molto robusta, di colore bianco che ricopre la superficie oculare per circa l’80%, più precisamente essa ricopre il bulbo oculare nella sua parte interna; nella parte anteriore tale membrana diviene perfettamente trasparente e forma la cornea.
Questa è una membrana trasparente alquanto sporgente dal bulbo oculare, non vascolarizzata, ricca di terminazioni nervose.
La cornea è una lente altamente convergente che presenta un raggio di curvatura di circa 8 mm. Essa è la zona attraverso cui la luce entra nell’occhio e serve a far convergere la luce incidente sul cristallino (il quale viene presentato di seguito). Contribuisce, infatti, ai due terzi del potere diottrico dell’occhio (il potere diottrico è ciò che permette la curvatura dei raggi e la loro messa a fuoco sulla retina).
I nervi della cornea sono responsabili dei riflessi dell'ammiccamento e della lacrimazione.
La coroide è una membrana pigmentata e vascolarizzata che si estende a stretto contatto con la sclera nella parte radialmente più interna dell'occhio e contiene un insieme di vasi sanguigni che portano la maggior parte del nutrimento all'occhio.
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LA COROIDE
Ai suoi estremi anteriori la coroide si divide in due parti:
- il corpo ciliare, che ha la funzione di modificare la forma del cristallino, come
vedremo tra poco;
- il diaframma dell' iride, la parte colorata posta dietro la cornea e anteriormente al cristallino; può avere colore diverso da individuo a individuo (il famoso “colore degli occhi”).
L’iride presenta un foro centrale, la pupilla, la quale serve a fare passare i raggi luminosi e la cui ampiezza varia in relazione all’intensità della luce. La variazione del diametro della pupilla è compresa tra i 4 e gli 8 mm ed è regolata da riflessi nervosi involontari: essa si allarga automaticamente quando la luce diminuisce e si restringe con l’aumentare dell’intensità luminosa.
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LA RETINA
Nella parte più interna del bulbo oculare è situata la retina, una membrana molto sottile (circa 0,2 mm) e molto sensibile, caratterizzata da una complessa struttura a strati.
Essa è l'elemento base su cui si fonda la visione: infatti la luce proveniente da un oggetto, messa a fuoco dal cristallino, forma una immagine sulla retina, ove sono posizionati migliaia di recettori visivi ed altre cellule nervose (orizzontali, bipolari, ganglianari) le cui terminazioni vanno, tramite il nervo ottico, alle aree visive del cervello.
I recettori visivi si dividono in due classi: coni e bastoncelli.
I coni sono i recettori responsabili della visione diurna (detta fotopica), ai quali è dovuta la visione a colori. Essi sono concentrati maggiormente in un’area ristretta, detta fovea, situata nella zona temporale del nervo ottico (sono in numero circa 6/7 milioni).
La loro densità diminuisce come ci si allontana dalla fovea.
Ciascun cono presente nella fovea è collegato ad una cellula nervosa: questa comunicazione diretta con il cervello ci dà la maggiore capacità di discriminazione dei dettagli.
Per distinguere i colori, i coni non sono tutti identici, infatti, ne sono presenti di tre, tipi sensibili a tre colori fondamentali: il rosso, il verde e il blu.
I bastoncelli sono recettori sensibili ad una bassa intensità luminosa. Essi permettono la visione crepuscolare (detta visione scotopica) a scarsa acutezza visiva, ma non forniscono alcuna informazione sul colore.
Sono in numero molto maggiore rispetto ai coni (vanno dai 75 ai 150 milioni) localizzati in tutte le parti della retina, al di fuori della fovea.
Gli impulsi luminosi ricevuti dai coni e dai bastoncelli vengono trasmessi al cervello tramite il nervo ottico.
tramite i primi siamo infatti capaci di poter distinguere bene i dettagli di un oggetto bene illuminato;
Il diverso funzionamento di coni e bastoncelli si traduce in una capacità visiva molto flessibile:
Nel punto in cui il nervo ottico penetra nel bulbo oculare si trova una piccola zona rotonda di retina priva di cellule fotosensibili, la papilla ottica, che rappresenta il punto cieco dell'occhio.
tramite i secondi,invece, siamo ancora in grado di distinguere vari oggetti a luminosità molto scarse, senza però riuscire a discernere dettagli e colori.
Dietro l’iride e la pupilla è situato il cristallino. Il cristallino è costituito da una piccola lente membranosa biconvessa a fuoco variabile, dello spessore di circa 3,6 mm composta da sostanza elastica perfettamente trasparente (composta dal 60% al 70% di acqua, dal 6% di grassi e una gran quantità di proteine, molto più che in qualunque altra parte dell'occhio).
Ha l’importante funzione di mettere a fuoco l’immagine sulla retina grazie ai muscoli e ai legamenti del corpo ciliare che lo circondano, con cui può variare la propria forma: se l'oggetto da mettere a fuoco è lontano i muscoli si tendono in modo da farlo appiattire, se è vicino si contraggono per farlo curvare il più possibile. In questo modo riesce a correggere la “messa a fuoco”, variando la propria distanza focale, quando si osservano oggetti posti a distanze diverse dall'occhio.
Questo meccanismo è chiamato accomodamento.
La variazione della curvatura del cristallino, il processo di accomodamento dell’occhio, avviene automaticamente e con estrema velocità.
Se proviamo a passare con lo sguardo da un oggetto vicino a uno lontano ci accorgiamo infatti che la visione non diviene mai sfuocata, neppure per un breve istante: segno di un accomodamento veloce ed automatico.
A sinistra l'immagine del cristallino rilassato e, quindi, appiattito. A destra il cristallino è contratto e, quindi, molto curvato
All'interno dell'occhio si distinguono tre camere. La camera anteriore è lo spazio compreso tra la cornea e l'iride, la camera posteriore tra l'iride e il cristallino, e infine l'ampia camera vitrea, dietro il cristallino.
Le prime due sono riempite dall'umore acqueo, un liquido trasparente prodotto dal corpo ciliare. Esso ha il compito di mantenere la tensione interna dell'occhio entro determinati valori nutrire sia la cornea che il cristallino, entrambi sprovvisti di apporto diretto di sangue.
La camera vitrea è occupata dal corpo vitreo (o umore vitreo), una sostanza gelatinosa trasparente che contribuisce a determinare la forma del bulbo oculare, occupandolo per i due terzi del suo volume.
Nel riquadro trovate un link ad un video esplicativo presentato da Piero Angela nel 1990.
Il filmato analizza la struttura dell’occhio nei suoi diversi elementi: la cornea, l’iride, il cristallino e la retina.
Presenta, poi, anche alcuni difetti di vista, che noi riprenderemo nella sezione corrispondente.