Όραση: Πώς βλέπουμε το… φως το αληθινό;

Της Ανθής Μαρουλάκη,

Μια από τις σημαντικότερες αισθήσεις είναι η όραση. Εύλογα, ωστόσο, εγείρεται το ερώτημα: πώς, όμως, τα μάτια μας επιτυγχάνουν αυτή τη λειτουργία;

Το μάτι ή οφθαλμός είναι ένα εξειδικευμένο αισθητήριο όργανο εντός του οφθαλμικού κόγχου, που περιβάλλεται από μύες, λιπώδη ιστό και από μια λεπτή θήκη περιτονίας, την κάψα του Tenon. Η λειτουργία του είναι η μετατροπή οπτικών—φωτεινών ερεθισμάτων σε ηλεκτρικά σήματα, που γίνονται κατανοητά και επεξεργάζονται από τον εγκέφαλο. Εξωτερικά αποτελείται από τρία στρώματα: τον ινώδη χιτώνα, τον ραγοειδή και τον αμφιβληστροειδή.

Ο ινώδης χιτώνας είναι ο πιο εξωτερικός των τριών και διακρίνεται σε σκληρό χιτώνα και κερατοειδή. Αυτοί οι δύο, αν και βρίσκονται σε συνέχεια μεταξύ τους, επιτελούν διαφορετικές λειτουργίες. Από τη μια, ο σκληρός περιβάλει τα οπίσθια πέντε έκτα του οφθαλμού και είναι αδιαφανής και λευκός, με την κύρια λειτουργία του να είναι η προστασία του οφθαλμού από μηχανικό τραύμα. Από την άλλη, ο κερατοειδής περιβάλει το πρόσθιο ένα έκτο, είναι διαφανής και έχει θολωτό σχήμα, ενώ ως μέρος του εξωτερικού τμήματος του οφθαλμού, συμμετέχει στην προστασία από ξένα σώματα. Εντούτοις ο κύριος ρόλος του εντοπίζεται στη διάθλαση του φωτός, ως το τμήμα του ματιού με τη μεγαλύτερη διαθλαστική ικανότητα.

Ο ενδιάμεσος ραγοειδής χιτώνας αποτελείται από τρία μέρη σε συνέχεια μεταξύ τους. Αυτά από πίσω προς τα εμπρός είναι: ο χοριοειδής χιτώνας, το ακτινωτό σώμα και η ίριδα. Μεταξύ της ίριδας και του κερατοειδούς εδράζεται το πρόσθιο διαμέρισμα του οφθαλμού. Ο χοριοειδής διαθέτει όλα τα αιμοφόρα αγγεία που είναι απαραίτητα για τη θρέψη του αμφιβληστροειδούς, ο οποίος είναι ανάγγειος, δηλαδή στερείται αγγείων. Το ακτινωτό σώμα περιβάλει την ίριδα. Από την πρόσθια επιφάνεια του συμμετέχει στην παραγωγή υδατοειδούς υγρού, ενώ στην οπίσθια επιφάνεια του έρχεται σε επαφή με το υαλοειδές σώμα, τροφοδοτώντας το με γλυκοζαμινογλυκάνες. Ακόμα, διαθέτει ένα μυϊκό τμήμα, που συνδέεται με τον φακό, ώστε να αλλάζει το σχήμα του, ένα φαινόμενο που ονομάζεται προσαρμογή. Τέλος, η ίριδα είναι ένα πολύ σημαντικό κομμάτι του οφθαλμού, αφού ο ρόλος της εδράζεται στον έλεγχο του σχήματος της κόρης, που είναι κενή επιτρέποντας, έτσι, τη δίοδο του φωτός. Η μεγέθυνση της κόρης καλείται «μυδρίαση» και επιτρέπει τη δίοδο περισσότερου φωτός, ενώ η σμίκρυνσή της «μύση» και περιορίζει την είσοδο του φωτός. Η λειτουργία αυτή είναι το λεγόμενο «φωτοκινητικό αντανακλαστικό».

Το εσωτερικό νευρικό στρώμα ονομάζεται αμφιβληστροειδής χιτώνας. Αυτός καταλαμβάνει όλη την εσωτερική επιφάνεια του οφθαλμού από το ακτινωτό σώμα ως το σημείο εξόδου του οπτικού νεύρου και χωρίζεται σε δύο στρώματα, ένα επιφανειακό που φέρει χρωστική και ένα εν τω βάθει νευροαισθητηριακό. Είναι ιδιαίτερα κυτταροβριθής ιστός, καθώς διαθέτει 6 τύπους κυττάρων κατανεμημένους σε 9 στρώματα. Τα κύτταρα είναι τα γαγγλιακά, τα διπολικά, τα αμακρινή, τα οριζόντια, τα κύτταρα Müller και οι φωτοϋποδοχείς. Υπάρχουν δύο είδη  φωτοϋποδοχέων: τα κωνία και τα ραβδία, με τα πρώτα να κωδικοποιούν την έγχρωμη όραση, ενώ τα δεύτερα την ασπρόμαυρη. Από το εσωτερικό προς τον χοριοειδή οι στιβάδες είναι:

1. Η έσω αφοριστική μεμβράνη.
2. Η στιβάδα νευρικών ινών, με τους νευράξονες των γαγγλιακών κυττάρων.
3. Η στιβάδα γαγγλιακών κυττάρων, με τους πυρήνες των γαγγλιακών κυττάρων.
4. Η έσω δικτυωτή στιβάδα, με τις συνάψεις μεταξύ διπολικών, αμακρινών και γαγγλιακών κυττάρων.
5. Η έσω κοκκώδης στιβάδα, με τους πυρήνες των διπολικών, των αμακρινών, των οριζοντίων κυττάρων και των κυττάρων Müller.
6. Η έξω δικτυωτή στιβάδα, με τις συνάψεις μεταξύ των φωτοϋποδοχέων και διπολικών και οριζοντίων κυττάρων.
7. Η έξω κοκκώδης στιβάδα, με τους πυρήνες των φωτοϋποδοχέων.
8. Η έξω αφοριστική μεμβράνη.
9. Η στιβάδα φωτοϋποδοχέων.

Μεταξύ των φωτοϋποδοχέων και του χοριοειδούς υπάρχει μια επιπλέον στιβάδα μελανινοκυττάρων, το μελάγχρουν επιθήλιο. Τα δύο σημαντικότερα σημεία του αμφιβληστροειδούς είναι η ωχρά κηλίδα, το σημείο με την οξύτερη όραση και ο οπτικός δίσκος ή οπτική θηλή, το σημείο εξόδου του οπτικού νεύρου. Επειδή ο οπτικός δίσκος δεν περιέχει φωτοϋποδοχείς, αποκαλείται αλλιώς και «τυφλό σημείο».

Οι προαναφερθέντες τρεις χιτώνες αποτελούν το περίβλημα του οφθαλμού. Εσωτερικά βρίσκεται ο φακός, το υδατοειδές υγρό και το υαλοειδές σώμα. Ο φακός σταθεροποιείται στο ακτινωτό σώμα. Μεταξύ αυτού και της ίριδας εντοπίζεται το οπίσθιο διαμέρισμα του οφθαλμού. Εκεί παράγεται από το ακτινωτό σώμα το υδατοειδές υγρό, που μετακινείται στο πρόσθιο διαμέρισμα δια της κόρης. Τέλος, το υαλοειδές σώμα βρίσκεται πίσω από τον φακό και καταλαμβάνει όλη την εναπομένουσα κοιλότητα. Αυτές οι τρεις δομές, μαζί με τον κερατοειδή, αποτελούν τις διαθλαστικές δομές του οφθαλμού και ο ρόλος τους είναι η εστίαση του φωτός στον αμφιβληστροειδή.

Το φως του περιβάλλοντος αρχικά διέρχεται δια του κερατοειδούς και, μέσω της διάθλασης, κατευθύνεται από την κόρη στον φακό. Όπως αναφέρθηκε, η ίριδα ελέγχει την ποσότητα φωτός που θα φτάσει στον φακό με το φωτοκινητικό αντανακλαστικό. Ο φακός, στη συνέχεια, εστιάζει το φως στον αμφιβληστροειδή, όπου οι φωτοϋποδοχείς το μετατρέπουν σε ηλεκτρικό σήμα. Τελικά, το σήμα αυτό περνά μέσω των δίπολων νευρώνων στα γαγγλιακά κύτταρα και συγκεντρώνεται στον οπτικό δίσκο αρχίζοντας, έτσι,  την πορεία προς τον εγκέφαλο διαμέσου της οπτικής οδού.

Σε αυτό το σημείο, πρέπει να αναφερθεί πως το φως εστιάζει σε συγκεκριμένα σημεία στο μάτι ανάλογα την κατεύθυνσή του. Αναλυτικότερα, η ρινική πλευρά κάθε οφθαλμού, δηλαδή η πλευρά προς τη μύτη, «βλέπει» το κροταφικό οπτικό πεδίο, ενώ η κροταφική πλευρά κάθε οφθαλμού, δηλαδή η πλευρά προς το αυτί, «βλέπει» το ρινικό οπτικό πεδίο. Για παράδειγμα, το δεξί οπτικό πεδίο γίνεται αντιληπτό από το ρινικό τμήμα του δεξιού οφθαλμού και το κροταφικό τμήμα του αριστερού οφθαλμού.

Η οπτική οδός αποτελείται από τα οπτικά νεύρα, το οπτικό χίασμα, τις οπτικές ταινίες, τις οπτικές ακτινοβολίες και τον οπτικό φλοιό. Αρχίζοντας με το οπτικό νεύρο, τη δεύτερη εγκεφαλική συζυγία, περιβάλλεται από μυελίνη, που παράγεται από τα ολιγοδενδροκύτταρα, και καλύπτεται από μήνιγγες. Όταν εξέλθει από τον οφθαλμό, κινείται για λίγο εντός του κόγχου και μέσω του οπτικού τρήματος εισέρχεται στον μέσο κρανιακό βόθρο, πάνω από το τουρκικό εφίππιο. Ενδοκράνια το οπτικό νεύρο του ενός οφθαλμού ενώνεται με το οπτικό νεύρο του άλλου οφθαλμού σχηματίζοντας το οπτικό χίασμα. Σε αυτό, οι οπτικές ίνες χιάζονται, με τις ίνες από τη ρινική πλευρά του κάθε οφθαλμού να ακολουθούν αντίθετη πορεία. Με άλλα λόγια, οι ίνες από το ρινικό τμήμα του αριστερού οφθαλμού συνεχίζουν στη δεξιά οπτική ταινία, ενώ οι ίνες από το ρινικό τμήμα του δεξιού οφθαλμού συνεχίζουν στην αριστερή οπτική ταινία. Αντίθετα, οι ίνες από την κροταφική πλευρά κάθε οφθαλμού συνεχίζουν ομόπλευρα.

Οι οπτικές ταινίες αποτελούν τη συνέχεια του οπτικού χιάσματος. Το μεγαλύτερο μέρος των ινών τους καταλήγει στο έξω γονατώδες σώμα του θαλάμου, όπου συνάπτονται με τον πλάγιο γονατώδη πυρήνα. Ωστόσο, κάποιες ίνες θα τον προσπεράσουν και θα κατευθυνθούν στο προτετραδυμικό πυρήνα, για τον έλεγχο του φωτοκινητικού αντανακλαστικού, ή στο πρόσθιο διδύμιο, συμμετέχοντας στον έλεγχο των σακκαδικών κινήσεων. Σακκαδικές ονομάζονται οι γρήγορες κινήσεις των ματιών από ένα σημείο εστίασης σε ένα άλλο.

Ο πλάγιος γονατώδης πυρήνας αποτελείται από έξι στιβάδες κυττάρων, με τις οποίες οι ίνες της οπτικής ταινίας συνδέονται με σωματο-τοπογραφικό τρόπο, δηλαδή ίνες από ορισμένο σημείο του οφθαλμού συνδέονται σε συγκεκριμένη στιβάδα του πυρήνα. Οι νευράξονες των κυττάρων του έξω γονατώδους σώματος συνεχίζουν προς τον εγκέφαλο σχηματίζοντας την οπτική ακτινοβολία, που τελικά καταλήγει στον πρωτογενή οπτικό φλοιό του ινιακού λοβού και συγκεκριμένα στην πληκτριαία σχισμή (Περιοχή Broadmann 17). Ενδιαφέρον έχει το ότι το οπτικό πεδίο προβάλει στον φλοιό ανεστραμμένο κάθετα και οριζόντια. Γύρω από τον πρωτογενή οπτικό φλοιό εδράζεται ο συνειρμικός οπτικός φλοιός (Broadmann 18,19), που συμμετέχει στην καλύτερη κατανόηση του οπτικού ερεθίσματος.

Τέλος, μέρος των ινών της οπτικής ακτινοβολίας, αντί να κατευθυνθεί στον ινιακό λοβό, καταλήγει στο μετωπιαίο φλοιό (Brodmann 6, 8, 9) και συγκεκριμένα στο μετωπιαίο οπτικό πεδίο (frontal eye field- FEF). Εκεί, πραγματοποιείται η επεξεργασία οπτικών και ακουστικών ερεθισμάτων και ελέγχονται επιπλέον οι σακκαδικές κινήσεις. Αυτή η λειτουργία καθίσταται δυνατή, λόγω συνάψεων με πολλές άλλες περιοχές του εγκεφάλου.

Εν κατακλείδι, γίνεται κατανοητό πως η όραση είναι μια πολύπλοκη διεργασία, όπου η βλάβη σε οποιοδήποτε κομμάτι αυτής της πορείας να μπορεί να οδηγήσει σε οπτικά ελλείματα, παρωδικά ή μόνιμα.

ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ 

• Structure of the eyeball, KenHub, διαθέσιμο εδώ
• How the Eyes Work,  National Eye Institute, διαθέσιμο εδώ
• Optic nerve, KenHub, διαθέσιμο εδώ
• Frontal eye field, where art thou? Anatomy, function, and non-invasive manipulation of frontal regions involved in eye movements and associated cognitive operations, Frontiers, διαθέσιμο εδώ