Fotorreceptores y el procesamiento visual

Fotorreceptores y el Procesamiento visual

Fotorreceptores

• Un fotorreceptor es una célula fotosensible (sensible a la luz), que detecta estímulos luminosos.
• Estos son distintos entre los vertebrados (y moluscos cefalópodos(como pulpos y calamares)) e invertebrados (principalmente en insectos, arañas y algunos crustáceos), ya que en los vertebrados los ojos de tipo en cámara, los que poseen un único sistema de lentes que forman una sola imagen (la luz atraviesa distintas estructuras del ojo: la córnea y el cristalino y es refractada hasta llegar a las células fotosensibles ubicadas en la retina), en cambio, los invertebrados poseen ojos de tipo compuesto, que está formado por muchos omatidios (son unidades sensoriales independientes y que poseen sus propios lentes y fotorreceptores) de los que se obtiene muchas imágenes o la conocida visión en mosaico.

• En el caso del ser humano, como debe recordar de lo estudiado en los años anteriores, los fotorreceptores, que transforman los impulsos luminosos en señales eléctricas, se ubican en la retina (formada por varias capas de neuronas y por células fotorreceptoras) dentro del ojo.

Estructura de la Retina

• La retina se encuentra dentro del ojo, está formada por dos capas generales, una capa pigmentada y una capa nerviosa compuesta de varias capas de neuronas.

1. Capa pigmentada: Es un epitelio, tiene como principales funciones la nutrición de los fotorreceptores y la absorción del exceso de luz. (es el primer lugar al que llega la luz en la retina).

1. Capa Nerviosa: Contiene muchos tipos de neuronas, la capa más cercana a la pigmentada es la de los fotorreceptores.

1. Capa de neuronas bipolares: Conecta la capa de de los fotorreceptores, a través de las células amacrinas (interneuronas modulares) a las células ganglionares.

1. Capa de las células ganglionares: Son muy importantes porque sus axones forman el nervio óptico y tienen como principales funciones:

1. Enviar información lumínica al reloj biológico del cerebro.
2. Regular los ritmos del despertar y del sueño.
3. Tamaño de la pupila.
4. Secreción de melatonina por la glándula pineal.

Conos y Bastones

Son neuronas muy modificadas y muy sensibles a la luz.

• Ambas tiene un cuerpo celular donde se encuentra el núcleo (que es más grande en los conos que en los bastones) de donde salen dos expansiones (externa e interna).
•  La expansión Externa está formada por:

• Segmento Externo: Es lo que hace la diferencia entre los conos y los bastones, contiene los pigmentos visuales y es la parte sensible a la luz. Está formada por repliegues de la membrana celular (conos) y discos independientes (bastones)
• Segmento Interno: Compuesto por elipsoide (que es la acumulación de mitocondrias).

• El segmento conector (Cilio): Que conecta los segmentos externo e interno.
• La expansión interna:

• Fibra conectora interna: Es una zona del citoplasma, adelgazada y rica en microtúbulos y neuro filamentos (más desarrollada en conos que en bastones).
• Terminal sináptico: Posee microtúbolos, neurofilamentos y vesículas cargadas de neurotransmisores para pasar la información. (en los bastones: esférula, por pequeño y redondeado, y en conos: pedículo, porque es plano y extenso).

1. Bastones:

• Hay aproximadamente 130 millones de estos dispersos en la retina.
• Poseen rodopsina (pigmento fotosensible en presencia de una mínima cantidad de luz (1 fotón), provocando un potencial de receptor).
• Son muy sensibles, por lo que no transmiten señales cuando hay luz.
• Nos ayudan a ver cuando se está en algún lugar con poca luz.
• En palabras simples, nos permiten ver en blanco, negro y brillo.

1. Conos:

• En cada ojo se encuentran más de 7 millones de conos, especialmente en la depresión llamada fóvea (punto de mayor agudeza visual y donde se enfocan los rayos reflejados por lo que miramos).
• Son estimulados con una intensidad lumínica más  grande que los bastones (100 fotones).
• Nos permiten ver imágenes en colores y nítidas.
• Posee un pigmento llamado conopsina que es sensible a longitudes de ondas específicas.
• El ojo humano tiene tres tipos de conos que contienen conopsina correspondiente a distintas longitudes de onda:

1. Rojos.
2. Verdes.
3. Azules.

                                                Procesamiento visual

Es el proceso por el cual se forma la imagen y se puede dividir en pasos:

1. La luz viene desde el exterior, es refractada por la córnea y entra por la pupila. Al llegar al cristalino, este refracta de nuevo los rayos, que convergen en la retina donde traspasan varias capas neuronales hasta llegar a la de los fotorreceptores.
2. Cuando los rayos llegan a los receptores, se ativan los fotopigmentos, produciendo que se cierren los canales de Na+ (abiertos en la oscuridad). Al disminuir el Na+,   aumenta la negatividad de la célula receptora (o se hiperpolariza) y los fotorreceptores generan un potencial de receptor que posteriormente, al pasar por las neuronas bipolares, se transforma en un impulso nervioso.
3. El impulso nervioso pasa a las células ganglionares para después pasar al nervio óptico. Este se divide en dos cintillas ópticas, la temporal y nasal, con axones y que están conectados con la retina. La cintillas temporales llegan a los núcleos talámicos del mismo lado y las cintillas nasales se cruzan en un área llamada quiasma llegando a los núcleos talámicos del lado contrario.
4. Ya en el tálamo, el impulso es guiado a través de las vías nerviosas hasta la corteza visual en el lóbulo occipital de cada hemisferio, donde se integra la información y se produce la imagen.  

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