Comprendere la visione

Le complessità dell’occhio umano, dal punto cieco alla macula fino alla visione nitida e periferica

Come il nostro cervello compensa compensa possibili difetti strutturali nell'occhio umano.

6 maggio 2022
  • Le complessità dell'occhio umano

Nel corso degli ultimi 500 milioni di anni, l'evoluzione ha prodotto un'incredibile varietà di occhi differenti partendo da un semplice punto sensibile alla luce. Questo si è rivelato un importante passo evolutivo, perché le creature vedenti godono di chiari vantaggi rispetto alle specie cieche. I ricercatori sono ancora divisi se questa varietà derivi da un unico proto-occhio o se l'occhio si sia evoluto in modo indipendente in più occasioni. Le esigenze dei diversi organismi hanno dato vita a diversi tipi di occhi, da quelli piatti, a quelli a pozzetto, a quelli a foro di spillo, a quelli composti o complessi, fino agli occhi dotati di lenti che si vedono nei vertebrati, compreso l'uomo. Quest'ultimo tipo di occhio è uno degli organi di visione più sofisticati che l'evoluzione abbia prodotto finora. Lo sviluppo dell'occhio lenticolare ha permesso di percepire un ambiente luminoso e nitido allo stesso tempo. Eppure anche l'occhio umano ha le sue debolezze evolutive...

Lavorando in collaborazione con gli occhi, il nostro cervello svolge un ruolo chiave nel complesso mondo della visione umana. Inosservato e con uno sforzo apparentemente minimo, compensa le debolezze dei nostri occhi. Questo è un esempio di lavoro di squadra alla massima espressione!

Quando l'occhio lente dei vertebrati e, quindi anche il nostro occhio umano si è evoluto, è successo qualcosa di strano. A differenza delle seppie, per esempio, che hanno occhi altamente sofisticati a forma di bolla, dotati di lenti, che si sono formati attraverso l'invaginazione della pelle esterna, l'occhio umano si è formato, apparentemente in modo casuale, in modo diverso, come un'escrescenza del cervello. A prima vista, questa può sembrare una differenza di poco conto, che offre addirittura dei vantaggi, in quanto consente all'occhio di pari dimensioni di contenere un maggior numero di cellule fotorecettrici. Tuttavia, stranamente, le nostre cellule fotosensibili sono posizionate in modo sbagliato sulla retina e puntano verso il nostro corpo, mentre le nostre cellule nervose puntano verso la sorgente luminosa. Ciò significa essenzialmente che abbiamo un "occhio invertito" che richiede al nostro cervello di mettere le cose nella giusta prospettiva. Ciò significa anche che gli esseri umani e tutti i vertebrati hanno il cosiddetto punto cieco.

Il punto cieco (Fovea centralis)

1. Punto cieco | 2. Macula | 3. Nervo ottico | 4. Congiuntiva | 5. Cornea | 6. Camera oculare | 7. Pupilla | 8. Iride | 9. Lente | 10. Muscolo ciliare | 11. Umor vitreo | 12. Sclera | 13. Coroide | 14. Retina

Il punto cieco (Fovea centralis)

Il punto cieco, o scotoma, è il punto degli occhi in cui il nervo ottico passa dalla retina al cervello. La "conduttura" di cellule nervose che costituisce il nervo ottico produce una specie di "foro" nella retina, una parte del campo visivo che non viene percepita a causa della mancanza di cellule fotorecettrici in grado di rilevare la luce. Questa struttura apparentemente deficitaria della retina che produce il punto cieco nel nostro campo di visione viene definita dagli esperti come "occhio invertito". Il punto cieco si trova a circa 15 gradi sul lato nasale della fovea. Le persone sane non notano generalmente la mancanza di questa informazione visiva, poiché il nostro cervello interpola il punto cieco sulla base dei dettagli e delle informazioni circostanti dell'altro occhio e del calcolo di diverse immagini risultanti dai movimenti dell'occhio.

Il punto cieco è stato documentato per la prima volta nel 1660 da Edme Mariotte, un fisico francese.

Dimostrazione del punto cieco

Dimostrazione del punto cieco

Ecco come fare:
Chiudete l'occhio sinistro e mettete a fuoco l'occhio destro sul punto a sinistra. Portatevi con l'occhio ad una distanza dallo schermo pari a circa il doppio della distanza tra il punto ed il centro del reticolo sullo schermo. Ora, allontanate lentamente la testa dallo schermo. Ad un certo punto noterete che il centro mancante del reticolo è stato "completato": questo è il punto cieco, il punto in cui l'informazione visiva mancante viene compensata dal cervello.

La migliore amica del punto cieco: la macula

Oltre al punto cieco, ogni occhio umano presenta un'area della retina che consente una visione a fuoco di elevata qualità, nota come macula o macula lutea. Il centro della macula contiene la concentrazione più elevata di coni, uno dei due tipi di cellule fotorecettrici dell'occhio. Questa piccola depressione centrale, la fovea centralis, si trova esattamente al centro della macula ed è responsabile della visione nitida e centrale.

Di notte tutti i gatti sono grigi.

Generalmente, gli animali che necessitano di una buona visione notturna hanno occhi grandi, ad esempio gufi, civette, animali esotici come i tarsi e persino i gatti. Infatti, anche i gatti hanno una retina speciale contenente uno strato riflettente che consente ad una maggiore quantità di luce di raggiungere la retina. Gli occhi dei predatori notturni hanno una struttura differente rispetto all'occhio umano. Rispetto agli essere umani, che sono generalmente animali diurni, gli animali notturni hanno molti più bastoncelli (responsabili del rilevamento della luminosità) che coni (responsabili della percezione del colore).

I nostri coni rivestono pertanto un ruolo fondamentale nel consentire una visione a colori. Possediamo tre tipi di coni con la massima sensibilità rispettivamente alla luce rossa, blu o verde, che corrisponde alle specifiche lunghezze d'onda della luce diurna. Di notte perdiamo la luce di queste tre lunghezze d'onda cromatiche. Ne consegue che non abbiamo più accesso alle informazioni sul colore e quindi, poiché sono attivi solo i nostri bastoncelli, quanto osserviamo è tutto di colore grigio.

Perché non fissiamo mai effettivamente le cose?

Si potrebbe affermare che ogni creatura ha gli occhi che si merita. Per gli animali che potrebbero diventare la prossima portata sul menu di un predatore, è importante avere un eccellente campo di visione a 360 gradi. Ecco perché lepri, cervi e altre potenziali prede hanno gli occhi sul lato della testa. Tuttavia, questa posizione rende difficoltosa la valutazione di profondità e distanza.

Grazie ai nostri occhi in posizione frontale, noi esseri umani siamo in grado di valutare con estrema precisione profondità e distanza, anche se non abbiamo un campo di visione a 360 gradi, probabilmente perché non ne abbiamo più bisogno.

Sapevate che, in senso stretto, non fissiamo effettivamente un oggetto quando lo mettiamo a fuoco? Le cellule fotorecettrici sulla nostra retina reagiscono solamente ai cambiamenti in presenza di luce. Pertanto, se fissassimo effettivamente gli oggetti, l'immagine ferma inizierebbe a sbiadire. Come sempre, però, la natura ha una soluzione: i nostri occhi effettuano costantemente movimenti a caso senza che nemmeno ce ne accorgiamo per assicurarci di tenere l'oggetto a fuoco mentre, contemporaneamente, percepiamo l'ambiente circostante. Pertanto, anche se abbiamo fissato lo sguardo su un punto, i nostri occhi continuano ad effettuare movimenti brevi e rapidi conosciuti come saccadi.

Visione nitida contro visione periferica

La visione periferica è una parte della visione che risiede al di fuori del centro dello sguardo. Lo scopo della visione periferica è quello di darci un'impressione iniziale o un contesto prima di mettere a fuoco qualcosa, quindi funziona in modo molto diverso dalla visione nitida. La visione periferica copre oltre il 90 percento del nostro campo di visione anche se ha accesso solamente a circa il 50 percento delle cellule fotorecettrici. In pratica, ciò significa che la capacità di discriminare i dettagli fini viene meno nella visione periferica a causa dell'acuità visiva, o risoluzione, molto più bassa. Tuttavia, la nostra visione periferica è di gran lunga migliore nella percezione del movimento, poiché abbiamo ancora bisogno della capacità di identificare rapidamente i rischi potenziali.

Visione periferica e lenti da vista

Visione periferica e lenti da vista

Tutti sanno che quando la visione degli oggetti inizia ad essere sfuocata, è arrivato il momento di indossare degli occhiali per correggere il deficit visivo. Tuttavia, la vera arte di produrre le lenti è creare un  design della lente   che non solo ripristini la visione centrale a fuoco, ma assicuri anche una visione periferica confortevole e rilassata. È per questo motivo che i calcoli effettuati nella produzione di lenti richiedono competenze matematiche ed un know-how nell'ottica così approfonditi. L'obiettivo è che la visione periferica di chi indossa gli occhiali non sia diversa da quella periferica con gli occhi senza correzione. È un compito particolarmente impegnativo quando si devono produrre lenti progressive oppure occhiali per lo sport con lenti avvolgenti.

Sapevate che non è la nostra visione centrale a fuoco a determinare il tempo necessario per abituarsi alle lenti progressive nelle aree di visione per vicino e per lontano e nell'intervallo di transizione, ma piuttosto i cambiamenti nella nostra visione periferica? Questi cambiamenti hanno un effetto distorcente che, all'inizio, può causare preoccupazione. In realtà non ve ne è motivo: anche il nostro cervello si adatta rapidamente a questi cambiamenti. Ci adeguiamo rapidamente al nostro nuovo stile di visione e, infine, percepiamo gli oggetti periferici come perfettamente "normali".

Vi sono tuttavia due cose importanti da ricordare:

  1. Consultate l'ottico di fiducia per sapere quali lenti progressive sono più adatte a voi.
  2. Indossate le vostre nuove lenti progressive quasi ininterrottamente fin dall'inizio, soprattutto quando vi muovete molto. In questo modo il cervello si abituerà molto più rapidamente alla nuova visione migliorata.

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