Widzimy mózgiem

W ostatnich numerach magazynu „Optyk Polski” starałem się w przystępny sposób omówić działanie siatkówki, która przemienia bodźce świetlne (fotony) w impulsy nerwowe o charakterze elektrycznym.

Przemiana ta nosi nazwę fototransdukcji, a impulsy nerwowe, już na poziomie siatkówki, podlegają wstępnej modulacji.

Utworzony przez włókna komórek zwojowych nerw wzrokowy łączy gałkę oczną z mózgiem i w ten sposób przekazuje informację w postaci impulsacji elektrycznej do wyższych ośrodków mózgu, gdzie powstają wrażenia wzrokowe. Mózg składa informacje przekazane z siatkówki drogą wzrokową, tworzy kompletny obraz i porównuje zawartość tego obrazu z podobnymi zgromadzonymi w pamięci. Można zatem powiedzieć, że w gruncie rzeczy „widzimy mózgiem”.
Sprawność działania układu wzrokowego zależy więc nie tylko od miarowego lub skorygowanego układu optycznego oka i prawidłowo działającej siatkówki, lecz także od stanu drogi wzrokowej i ośrodków wzrokowych mózgu.

Droga wzrokowa

Włókna (aksony) wszystkich komórek zwojowych siatkówki zbiegają się ku tarczy nerwu wzrokowego (nerwu II), gdzie zyskują osłonkę mielinową i razem tworzą nerw wzrokowy. Po opuszczeniu gałki ocznej i oczodołu nerwy wzrokowe wchodzą do jamy czaszki, gdzie łączą się ze sobą, tworząc tzw. skrzyżowanie nerwów wzrokowych. Tutaj włókna z każdego oka są przeznaczone na prawą albo lewą stronę mózgu. Za skrzyżowaniem włókna nerwowe z obu oczu tworzą pasma wzrokowe, którymi kierują się do trzech celów, czyli trzech regionów podkorowych:
ciała kolankowatego bocznego, które przetwarza informację wzrokową, pola przedpokrywowego śródmózgowia, które kontroluje odruch źreniczny na światło, wzgórka górnego, kontrolującego ruchy gałek ocznych.
Zatem z trzech podkorowych regionów mózgu tylko jeden – ciało kolankowate boczne – przetwarza informację, która ostatecznie skutkuje percepcją wzrokową. W ciele kolankowatym bocznym kończy się większość aksonów siatkówki i tworzy kolejne połączenie synaptyczne z neuronami tego regionu (pozostałe aksony siatkówki zmierzają do pola przedpokrywowego lub do wzgórka górnego i dopiero tam tworzą synapsy).
Rozpatrując drogę wzrokową, należy pamiętać, że obraz utworzony na siatkówce przez układ optyczny oka jest obrazem rzeczywistym, pomniejszonym i odwróconym. Dlatego przedmioty znajdujące się w skroniowo położonych obszarach pola widzenia oka są zobrazowane na nosowych częściach jego siatkówki, a przedmioty znajdujące się w nosowo położonych obszarach pola widzenia – na częściach skroniowych.
W skrzyżowaniu nerwów wzrokowych włókna pochodzące z nosowych części siatkówki przechodzą na przeciwną stronę, czyli ulegają skrzyżowaniu. Natomiast włókna pochodzące ze skroniowych części siatkówki nie krzyżują się. W ten sposób lewe pasmo wzrokowe zawiera włókna pochodzące z lewych „połówek” siatkówki (skroniowej oka lewego i nosowej oka prawego), a prawe pasmo wzrokowe – włókna pochodzące z prawych „połówek” siatkówki (nosowej oka lewego i skroniowej oka prawego). Innymi słowy, lewe pasmo wzrokowe reprezentuje prawy obszar pola widzenia, a prawe pasmo wzrokowe – lewy obszar pola widzenia. Podobnie, włókna z lewych „połówek” siatkówki dążą lewym pasmem wzrokowym do lewego ciała kolankowatego bocznego, a włókna z prawych „połówek” siatkówki dążą prawym pasmem wzrokowym do prawego ciała kolankowatego bocznego.
Zatem w drodze wzrokowej mamy do czynienia z uporządkowaną projekcją komórek zwojowych siatkówki do ciała kolankowatego bocznego, czyli w każdym ciele kolankowatym bocznym znajduje się reprezentacja przeciwnej połowy pola widzenia.
Jednak powierzchnia siatkówki nie jest reprezentowana równomiernie w ciele kolankowatym bocznym. Dołeczek plamki żółtej – miejsce siatkówki o najwyższej zdolności rozdzielczej, a więc ostrości wzroku – dysponuje największym zagęszczeniem komórek zwojowych i dlatego posiada znacznie większą reprezentację niż obwodowe obszary siatkówki. Przyjmuje się, że około połowa liczby neuronów w ciele kolankowatym bocznym, a także w pierwszorzędowym ośrodku wzrokowym, reprezentuje plamkę żółtą, a zwłaszcza dołeczek.
Aksony neuronów ciała kolankowatego bocznego tworzą następny odcinek drogi wzrokowej – promienistość wzrokową. Włókna promienistości wzrokowej rozprzestrzeniają się wachlarzowato i biegną do kory wzrokowej, która nosi nazwę pola prążkowanego. Właśnie ten region – znajdujący się w płacie potylicznym mózgu – stanowi pierwszorzędowy ośrodek wzrokowy.

 

Ryc. 1. Schemat budowy mózgowia: a – półkula mózgu, b – ciało modzelowate, c – międzymózgowie, d – śródmózgowie, e – móżdżek, f – most, g- rdzeń przedłużony, h – rdzeń kręgowy.

Ryc. 2. Schemat mózgu z zaznaczoną drogą wzrokową: a – gałka oczna, b – nerw wzrokowy, c – skrzyżowanie wzrokowe, d – pasmo wzrokowe, e – ciało kolankowate boczne, f – promienistość wzrokowa, g – pierwszorzędowy ośrodek wzrokowy (pole 17 Brodmanna), h – pole wzrokowo-ruchowe (pole 18 Brodmanna), i – pole wzrokowo-psychiczne (pole 19 Brodmanna), j – płat potyliczny, k – płat ciemieniowy, l – ciało modzelowate, m – płat czołowy.

Ryc. 3. Schemat drogi wzrokowej: a – nerw wzrokowy, b – skrzyżowanie nerwów wzrokowych, c – pasmo wzrokowe, d – ciało kolankowate boczne, e – promienistość wzrokowa, f – pierwszorzędowy ośrodek wzrokowy.

Ryc. 4. Schemat odruchu źrenicznego:
a – nerw wzrokowy, b – skrzyżowanie wzrokowe, c – pasmo wzrokowe, d – ciało kolankowate boczne, e – promienistość wzrokowa, f – pierwszorzędowy ośrodek wzrokowy, g – pole przedpokrywowe śródmózgowia, h – jądro dodatkowe nerwu okoruchowego, i – nerw okoruchowy, j – zwój rzęskowy, k – włókna unerwiające mięsień zwieracz tęczówki.

Szczegółowa analiza budowy komórkowej umożliwiła wyodrębnienie w korze mózgu pól cytoarchitektonicznych różniących się nie tylko budową, ale również funkcją. Najbardziej rozpowszechnionym podziałem jest podział zaproponowany przez Brodmanna. Wyodrębnił on 50 pól korowych, przypisując im kolejne numery. Pierwszorzędowy ośrodek wzrokowy, czyli pole prążkowane, oznaczone jest jako pole 17 Brodmanna. Do pierwszorzędowego ośrodka wzrokowego przylega pole wzrokowo-ruchowe – pole 18 Brodmanna i pole wzrokowo-psychiczne, zwane asocjacyjnym – pole 19 Brodmanna. Pole 18 Brodmanna bierze udział między innymi we współruchu akomodacyjno-konwergencyjnym (akomodacja, konwergencja, zwężenie źrenic). Pole 19 Brodmanna odpowiada za integrację wrażeń wzrokowych. Uszkodzenie drogi wzrokowej, począwszy od nerwu wzrokowego do kory wzrokowej, objawia się odpowiednim ubytkiem w polu widzenia.

Na przykład

Guzy przysadki, powodujące ucisk na centralną część skrzyżowania nerwów wzrokowych, prowadzą do rozwoju dwuskroniowych ubytków w polu widzenia. Natomiast guz lub udar mózgu, które wywołują uszkodzenie pasma wzrokowego, objawiają się wystąpieniem przeciwstronnych ubytków.

Odruch źreniczny

W warunkach prawidłowych oświetlenie jednego oka skutkuje zwężeniem jego źrenicy (reakcja bezpośrednia), a także zwężeniem źrenicy oka drugiego (reakcja konsensualna). Reakcja ta, zwana także odruchem źrenicznym, wynika z przekazywania pobudzenia przez aksony komórek zwojowych siatkówki nie do neuronów ciała kolankowatego bocznego, lecz do neuronów pola przedpokrywowego śródmózgowia. Tutaj zachodzi kolejne połączenie synaptyczne, a aksony neuronów pola przedpokrywowego dążą obustronnie (a więc po tej samej i przeciwnej stronie) do jądra dodatkowego nerwu okoruchowego (nerwu III), zwanego jądrem Westphala-Edingera, które znajduje się w pobliżu głównego jądra nerwu III, w pniu mózgu. Włókna z neuronów jądra Westphala-Edingera – drogą nerwu okoruchowego – docierają do zwoju rzęskowego znajdującego się w oczodole. Zwój rzęskowy zawiera neurony, którego aksony unerwiają włókna mięśniowe zwieracza źrenicy w tęczówce.
Odruch źreniczny jest ważny z punktu widzenia klinicznego, ponieważ pozwala na ocenę stanu poszczególnych odcinków drogi tego odruchu. Badanie tego odruchu przeprowadzają okuliści, optometryści, neurolodzy, neurochirurdzy i chirurdzy.

Na przykład:

Jeżeli światło kierowane do oka prawego wywołuje reakcję konsensualną w oku lewym, lecz nie wywołuje reakcji bezpośredniej w oku prawym, wskazuje to na zachowanie przewodzenia pobudzenia drogą dośrodkową (aferentną), czyli nerwem wzrokowym (n. II) prawym i uszkodzenie przewodzenia drogą odśrodkową (eferentną) prawą, być może przez uszkodzenie nerwu okoruchowego (n. III) prawego lub zwoju rzęskowego prawego.
Przeciwnie, jeżeli nerw wzrokowy jest uszkodzony jednostronnie, oświetlenie oka dotkniętego uszkodzeniem nie zwęzi źrenicy w obu oczach, natomiast oświetlenie oka drugiego (zdrowego) spowoduje zwężenie źrenic obustronne, czyli reakcję bezpośrednią i konsensualną.
Brak reakcji źrenic u nieprzytomnego pacjenta jest objawem uszkodzenia śródmózgowia, czyli regionu, z którego pochodzi nerw okoruchowy.
Znajomość przebiegu drogi odruchu źrenicznego pozwala także zrozumieć, dlaczego brak poczucia światła wywołany ślepotą korową nie znosi tego odruchu.

Dr n. med. Andrzej Styszyński

Polecamy