La luce e l’occhio

Cenni di ottica fisiologica

Perché la luce è uno modo buono per trasmettere l’informazione ?

• È veloce ~300,000 km/sec (cf suono 300 m/sec)

• Viaggia in linee rette (conserva rapporti spaziali)

• C’è ne tanta (almeno di giorno)

Luce è una radiazione elettromagnetica

Lo spettro visibile

Lo spettro visibile

La gamma di intensita`

Il sistema visivo

Dove mettere gli occhi?

I predatori hanno occhi frontali (per visione binoculare) Le predi hanno occhi laterali (per massimizare il campo)

L’occhio umano

Rifrazione

•La rifrazione succede alla superficie di contatto fra due mezzi ottici con indici di rifrazione diversi.

La rifrazione dipende della densità ottica

•L’acqua è più densa dell’aria. •Segue la legge di Snell:

1 sin 1 = 2 sin 2

1 sin (60) = 1.33 sin (40.5)

Una lente semplice

Una lente semplice

L’immagine retinica è invertita

La potenza dell’occhio (a riposo)

P= n/f = 1.33/0.022 P= 60 D

22 mm

Cornea44 D

Cristalino16 D

n=1.33

n=1

n=1.33

n=1.41

Il ruolo del cristallino

1/f=1/p+1/q

16 D

44 D

Il ruolo del cristallinoaccommodazione

28 D

• P = (1-2)/rc. • Il raggio varia da 6-10 mm (da 16 a 28 D).

muscolo ciliare

Un occhio emmetropico

Un occhio miope

Un occhio miope

corretto

Le diottrie (negative) della lente sommano con quelle della cornea e cristalino

miopia ipermetropia

Anomalie Ottiche •Emmetropia: visione corretta. •Miopia: fuoco anteriore alla retina: correzione con lenti negative. •Ipermetropia: fuoco posteriore alla retina: correzione con lenti positive. •Astigmatismo: Ottica non-isotropica: correzione con lenti cilindriche.

Astigmatismo verticale

Anomalie Ottiche •Emmetropia: visione corretta. •Miopia: fuoco anteriore alla retina: correzione con lenti negative. •Ipermetropia: fuoco posteriore alla retina: correzione con lenti positive. •Astigmatismo: Ottica non-isotropica: correzione con lenti cilindriche. •Presbiopia. Elasticità ridotta del cristallino con l’età.

Presbiopia

Il ruolo della pupillaCerchio di confusione

Iride

Pupilla

Riflessi Pupillari    La grandezza della pupilla è regolata da muscoli antagonisti: fibre radiali e circolari dello sfintere.     Contrazione - fibre circolari - parasimpatico (acetilcolino, bloccato da atropina).     Dilatazione - fibre radiali - simpatico (noradrenalino).     Sotto controllo dei nuclei Pretettali.     C’è una risposta diretta e consensuale.     Il diametro varia da 2 - 8 mm (fattore di 42=16).

Oftalmoscopio

Il fondo

La miopia progressiva

Le cause della miopia: geni o ambiente?

•Correlazione negli errori di rifrazione fra genitori e figli: evidenza per geni?

•La distribuzione degli errori di rifrazione non è Gaussiana o prevista da simulazioni: evidenza per un processo attivo?

Simulazione degli errori refrattivi

Evidenza per fattori ambientali: lo studio di Barrow point

La scuola dell’obbligo per gli indigeni dell’Alaska è stata introdotta nel 1945

Lo studio di Hong Kong

Geni e ambiente della miopia

•Correlazione forte fra miopia e livello di educazione:

•Differenza di miopia (circa 5 D) fra studenti di Hong Kong e coetanei della Cina rurale.

•“Barrow Point Study” Alaska: 80% dei giovani (educati con la scuola dell’obbligo) sono miopi, cf 10% dei genitori.

Geni e ambiente della miopia: emmetropizzazione

Studi animali

Geni e ambiente della miopia: Meccanismi di emmetropizzazione

    Volonta` alla accomodazione?     Forze muscolari?     Aumento di pressione oculare?     Accomodazione imperfetta: evidenza che bambini miopi hanno meno capacità di accomodare.