La trasduzione della luce: uno sguardo al meccanismo della visione e ai difetti visivi più comuni
L’occhio viene definito molto spesso come una macchina fotografica, infatti presenta molte componenti che ne permettono l’associazione, tra cui:
- I tessuti trasparenti che facilitano il passaggio della luce;
- Un fondo scuro, dato dalla presenza della melanina per evitare la riflessione della luce che degraderebbe la qualità dell’immagine;
- Il cristallino, una lente con rifrazione variabile sottoposta al meccanismo di accomodazione visiva;
- un sistema di pulizia dato dalla lacrimazione, necessario per la prevenzione delle infezioni oculari;
- Un meccanismo di posizionamento dato dai muscoli extra oculari che ci permettono di fissare lo sguardo sugli oggetti;
- Un segnale che porta le informazioni in uscita mediante il nervo ottico;
Che cos’è la luce?
Per comprendere il processo fisiologico della visione, bisogna comprendere la natura della luce. La luce è una radiazione elettromagnetica, perciò il meccanismo di trasduzione visiva si occupa di convertire l’energia luminosa in un segnale elettrico.
Questa radiazione elettromagnetica è composta da particelle che si chiamano fotoni. Rispetto alla singola radiazione elettromagnetica, abbiamo vari parametri per classificare le onde tra cui l’ampiezza e la lunghezza. La vista dell’essere umano è in grado di percepire le lunghezze d’onda in un range molto piccolo che va circa dai 400 ai 750 nanometri; infatti, non siamo capaci di percepire né gli infrarossi, né i raggi ultravioletti, né tantomeno i raggi X, i quali sono al di fuori dell’intervallo detto “spettro visibile”.
Come vediamo gli oggetti?
Di fatto la visibilità, cioè la capacità di vedere un oggetto, dipende sia dalle sue caratteristiche morfologiche, sia dal tipo di illuminazione che riceve, sia dai raggi luminosi che escono da quell’oggetto. Di fatto noi vediamo una luce riflessa che viene prodotta dall’oggetto e quindi è molto importante tener conto di come i raggi uscenti dall’oggetto entrino all’interno della macchina fotografica che è il nostro occhio.
Inoltre, la capacità di vedere un oggetto dipende dal tipo di illuminazione: al buio percepiamo una visione monocromatica, ovvero una visione in bianco e nero, dovuta all’attivazione di particolari recettori foto sensibili chiamati bastoncelli; invece alla luce l’attivazione dei coni, fotorecettori responsabili della visione a colori, ci permette di vedere gli oggetti colorati.
Emmetropia e ametropia
Un occhio senza difetti visivi viene chiamato emmetrope. Un oggetto lontano (posto all’infinito) forma un’immagine perfettamente nitida sulla retina ad accomodazione rilassata, ovvero senza dover mettere a fuoco. Questa proprietà dipende dalla perfetta anatomia delle lenti dell’occhio, il cristallino e la cornea, che permettono di convergere i raggi luminosi sulla retina.
Se invece questo punto si colloca davanti o dietro la retina le immagini risultano sfocate e diventa necessaria una correzione ottica. In questo caso parleremo di occhio ametrope o ametropia e questo difetto visivo dovrà essere corretto con gli occhiali o con le lenti a contatto.
Prendiamo in esame i difetti visivi più comuni, ovvero la miopia, l’astigmatismo e l’ipermetropia. Esamineremo anche la presbiopia che però è un difetto visivo non patologico, bensì fisiologico che compare con l’avanzare dell’età per una minore elasticità del cristallino.
La miopia
La miopia è un difetto della vista che causa una visione sfocata e non nitida da lontano. È considerata un vizio di rifrazione ed è caratterizzata dall’abitudine tipica dei miopi di strizzare gli occhi per vedere meglio da lontano. Le cause principali sono le seguenti:
- bulbo oculare più lungo del normale
- eccessiva curvatura della cornea o del cristallino
- potere refrattivo del cristallino superiore alla norma
Normalmente la miopia insorge in età scolare e aumenta nello sviluppo fino a stabilizzarsi intorno ai 20-25 anni, tenderà poi ad aumentare leggermente, se non ci sono patologie che la fanno crescere velocemente. In Italia si stima che la popolazione miope corrisponda a più del 20% ed è il difetto visivo più comune. Altre due cause che possono concorrere a rendere l’occhio miope sono l’occhio pigro e il distacco della retina.
Nel primo caso, la capacità visiva risulta ridotta anche in assenza di danni oculari organici, mentre il distacco della retina è dovuto a un eccessivo allungamento del bulbo oculare che comporta l’indebolimento della retina e una perdita di aderenza dalla parete del bulbo oculare.
Pur essendo i fattori che concorrono a rendere l’occhio miope per lo più di natura genetica, altri fattori sono di origine ambientale e con determinate abitudini, quali una minore esposizione alle luci blu in orari notturni e una maggiore attività all’aria aperta, possono ritardare l’insorgenza della miopia o rallentarne la sua evoluzione.
Gli occhiali da vista sono lo strumento più diffuso per correggere questo difetto visivo poiché permettono di correggere l’errore refrattivo e rendere nitida la visione degli oggetti anche a grande distanza. Più la miopia è elevata, maggiore sarà lo spessore della lente, per questo motivo vengono consigliate lenti sottili costruite con materiali più “densi” in modo da aumentare il loro potere diottrico senza ispessire eccessivamente la lente stessa.
L’astigmatismo
L’astigmatismo è un difetto visivo causato da una deformazione della cornea o da un’alterazione delle strutture interne trasparenti del bulbo oculare. In base alla struttura interna del bulbo oculare che determina il difetto visivo si possono considerare perciò due tipi di astigmatismo:
- Astigmatismo corneale: causato da una curvatura anomala della cornea;
- Astigmatismo lenticolare: causato da una struttura alterata internamente all’occhio, come il cristallino;
A causa di questo disturbo visivo i contorni appaiono sfocati e le immagini risultano poco definite e la visione risulta spesso sdoppiata. Questo difetto è presente guardando sia da lontano che da vicino e normalmente si presenta associato alla miopia o all’ipermetropia.
Se non corretto l’astigmatismo può portare una serie di disturbi tra cui l’affaticamento oculare durante la lettura, una difficoltà a vedere le linee verticali nitide, una difficoltà a distinguere le forme degli oggetti e un mal di testa dovuto all’affaticamento durante la lettura e alla visione sfocata da vicino e da lontano.
L’astigmatismo può derivare inoltre anche dai danni alla cornea provocati da traumi o cicatrici pregresse o al cheratocono, una patologia che deforma progressivamente la cornea e la rende troppo sottile.
In alcuni casi per valutare al meglio il valore dell’astigmatismo viene eseguita un esame computerizzato detto “topografia corneale”, il quale permette di mappare la curvatura della cornea in modo da poter valutare più correttamente i vari tipi di astigmatismo.
L’ipermetropia
L’ipermetropia è un difetto visivo assiale, ovvero dovuto alla presenza di un bulbo oculare “corto”. Normalmente la funzione del cristallino in un occhio sano è quella di mettere a fuoco l’immagine sulla retina. L’occhio ipermetrope però non riesce a svolgere correttamente questa operazione perché la luce viene indirizzata dal cristallino per formare un’immagine nitida virtualmente dietro la retina.
Seppure il motivo principale di questo difetto visivo è la lunghezza assiale del bulbo oculare, ci possono essere altri fattori che provocano l’ipermetropia.
- Ipermetropia rifrattiva: cornea e il cristallino con potere diottrico insufficiente.
- Età: l’ipermetropia può essere presente a qualsiasi età, tuttavia i disturbi diventano più incisivi dopo i quarant’anni perché con il passare del tempo il cristallino perde sempre di più la capacità di mettere a fuoco l’immagine sulla retina.
Se non corretta l’ipermetropia può portare una serie di disturbi tra cui il mal di testa, il bruciore agli occhi, l’affaticamento della vista dopo un lavoro prossimale, un’eccessiva lacrimazione e aumento di frequenza del battito delle palpebre,
Nei bambini affetti da ipermetropia grave, se il difetto visivo non viene diagnosticato per tempo, questa ametropia può portare a vedere doppio e a causare una forma di strabismo o di occhio pigro. In età pediatrica per queste complicazioni si ricorre al bendaggio dell’occhio che vede meglio, per far lavorare maggiormente l’occhio più debole e renderlo più “forte”.
La presbiopia
La presbiopia non è una condizione patologica, bensì un difetto visivo legato all’avanzare dell’età.
Questo difetto rappresenta l’incapacità di mettere a fuoco oggetti a distanza ravvicinata ed è dovuto a una graduale perdita di elasticità del cristallino. Questo processo fa sì che la messa a fuoco degli oggetti a distanze prossimali risulti più difficile.
La presbiopia viene valutata grazie a test oculistici e optometrici, nei quali si misura quanto l’occhio è in grado di mettere a fuoco gli oggetti alle varie distanze ravvicinate. Le lenti da vista più largamente utilizzate dai soggetti presbiti sono le lenti da ufficio o lenti progressive.
Giulia Marianello per Questione Civile
Sitografia
www.iapb.it
Conti, Grassi, Fisiologia Medica, vol 1 e 2, Edi-Ermes, 2020.
