Primer parcial conceptos previos



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Visión

Los ojos son órganos visuales que detectan la luz y la convierten en impulsos electroquímicos que viajan a través de neuronas. La célula fotoreceptora más simple de la visión consciente asocia la luz al movimiento. En organismos superiores el ojo es un sistema óptico complejo que capta la luz de los alrededores, regula su intensidad a través de un diafragma (iris), enfoca el objetivo gracias a una estructura ajustable de lentes (cristalino) para formar la imagen, que luego convierte en un conjunto de señales eléctricas que llegan al cerebro a través de rutas neuronales complejas que conectan, mediante el nervio óptico, el ojo a la corteza visual y otras áreas cerebrales.[] Los ojos con resolución han evolucionado en diez diferentes tipos fundamentales y el 96 % de las especies animales poseen un sistema óptico complejo.[] Los ojos con resolución están presentes en moluscos, cordados y artrópodos.

En la parte de atrás de la retina llegan fotones de luz hasta la denominada capa pigmentaria. En esta hay grandes cantidades de melanina (pigmento que impide la reflexión) y vitamina A (precursor de las sustancias fotosensibles). Pegados a la capa pigmentaria hay conos y bastones.

Los conos tienen la capacidad de “identificar” colores, necesitan alta intensidad de luz. Los conos son menos sensibles a la luz que los bastones. La visión diurna (visión de cono) se adapta más rápidamente a los cambiantes niveles de luz, ajustándose a un cambio como salir del interior hacia afuera a la luz solar en pocos segundos. Como todas las neuronas, los conos "disparan" la producción del impulso eléctrico en la fibra nerviosa, y luego deben restablecerse para poderse "disparar" de nuevo. La adaptación de la luz se cree que ocurre, mediante el ajuste de este tiempo de reposición. Los conos son los responsables de toda la visión de alta resolución. El ojo se mueve continuamente para mantener la luz del objeto de interés cayendo sobre la central fóvea donde reside el grueso de los conos.

Los bastones son los más numerosos de los fotorreceptores, unos 120 millones, y son más sensibles que los conos. Sin embargo, no son sensibles al color. Son responsables de nuestra adaptación a la oscuridad, o visión escotópica. Los bastones son unos fotorreceptores increíblemente eficientes. Según unos informes, bajo condiciones óptimas, pueden ser disparados por fotones individuales. La visión óptima adaptada a la oscuridad, se obtiene después de un periodo considerable de oscuridad, digamos 30 minutos o más, porque el proceso de adaptación de los bastones es mucho más lento que el de los conos.

Con la visión diurna, la sensibilidad de los bastones se desplaza hacia longitudes de onda más corta, de aquí el mayor brillo aparente de las hojas verdes con la luz del atardecer.

Mientras que la agudeza visual o la resolución visual son mucho mejor con los conos, los bastones son mejores sensores del movimiento. Como los bastones predominan en la visión periférica, esta es más sensible a la luz, permitiéndonos ver objetos tenues en visión periférica. Si se ve una estrella tenue en nuestra visión periférica, puede desaparecer cuando se mira directamente, puesto que entonces estamos moviendo la imagen hacia la región fóvea rica en conos que es menos sensible a la luz. Se puede detectar mejor el movimiento con la visión periférica, puesto que es primariamente visión de bastones.

Traducción de la señal

Oscuridad: El pigmento de la rodopsina se encuentra en su forma cis – retinal. El GMP cíclico abre conductos inespecíficos que permiten el paso de Na+ dentro de los bastones. La membrana se despolariza (estado en el cual libera un neurotransmisor llamado glutamato) y no se produce potencial de acción.

Luz: Al llegar un fotón a la rodopsina transforma al cis – retinal en trans – retinal y esto genera un cambio conformación en la rodopsina (este es el proceso fotodependiente de la visión). Cuando la rodopsina cambia su forma, se une a la transducina (proteína G). Luego de que esta intercambia GDP por GTP, la subunidad alfa/GTP transporta una señal a una fosfodiesterasa que está unida a un inhibidor. Este se une a la subunidad alfa y la fosfodiesterasa comienza a convertir GMPc a GMP. Esto produce una disminución en la concentración de GMPc lo que provoca que se cierren canales iónicos (impidiendo el paso de Ca2+ y Na+). Este proceso lleva a la hiperpolarizacion de la membrana, la cual no va a liberar más glutamato. La célula bipolar adyacente se despolariza y aumenta la liberación de neurotransmisores exitatorios, los cuales excitan a las células ganglionares.

Para revertir el proceso, lo que sucede es que al disminuir la señal lumínica la subunidad alfa hidroliza GTP a GDP. Como bajo la concentración de calcio al entrar la luz, se activó la guanilil ciclasa (inhibida por altas concentraciones de calcio) la cual devuelve el GMPc a los niveles iniciales. Esto provoca que se abran los canales de sodio y calcio y la membrana vuelve a su polarización original.

En el siguiente link hay un video con una explicación clara de cómo se lleva a cabo el proceso: https://www.youtube.com/watch?v=AuLR0kzfwBU

Vías visuales

La retina es una porción de encéfalo situada fuera del sistema nervioso central, formando parte de la misma se encuentran, además de los fotorreceptorres, otros cuatro tipos de neuronas.




Las células bipolares (1) establecen contacto sináptico con el terminal de los fotorreceptores, estas neuronas responden al glutamato de dos formas, las denominadas células bipolares off, generan respuestas despolarizantes y una segunda variedad células bipolares on generan respuestas hiperpolarizantes. 
Las células bipolares off se despolarizan en ausencia de luz (al aumentar la liberación de glutamato) y las células on se despolarizan en presencia de luz (al disminuir el glutamato). Los campos receptores de estas células tienen en su centro a los fotorreceptores y en su periferia a las células horizontales (2), las cuales liberan un neurotransmisor inhibitorio. Así las células bipolares de centro on, se activan cuando los fotorreceptores centrales son iluminados y la periferia permanece en la oscuridad y las células bipolares de centro off, se activan cuando los fotorreceptores periféricos son iluminados y el centro permanece en la oscuridad.


Este patrón antagónico centro-periferia, se mantiene en las células ganglionares (3). Estas neuronas reciben información de las bipolares y de las amacrinas (4), que a su vez han sido excitadas por las células bipolares.
 La retina tiene tres tipos de células ganglionares, los potenciales de acción sólo se generan en ellas, las señales entre las células previas son de naturaleza electrotónica, suficientes para recorrer pequeñas distancias.
 Los axones de las células ganglionares mientras se extienden por el interior del globo ocular son amielínicos y transparentes, cuando han salido del ojo son mielínicos. Del total de fotorreceptores que hay en cada ojo, unos 126 millones tan sólo salen un millón de fibras en el nervio óptico, lo que proporciona una idea de la fuerte convergencia que debe establecerse en este circuito. Las fibras convergen en las papilas ópticas (punto ciego) donde forman el nervio óptico de cada ojo. Cada nervio óptico discurre por la base anterior del encéfalo uniéndose en el quiasma óptico donde se produce el entrecruzamiento de fibras.
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