Bulbo oculare

Definizione

L'occhio o bulbo oculare è l'organo di senso principale dell'apparato visivo, che ha il compito di ricavare informazioni sull'ambiente circostante attraverso la luce. L'occhio umano (e degli organismi superiori) raccoglie la luce che gli proviene dall'ambiente, ne regola l'intensità attraverso un diaframma (l'iride), la focalizza attraverso un sistema regolabile di lenti per formarne un'immagine e trasforma questa immagine in una serie di segnali elettrici che attraverso il nervo ottico vengono inviati al cervello per l'elaborazione e l'interpretazione.

Generalità

Gli occhi umani sono due organi, posizionati nelle due cavità orbitarie del cranio. La superficie esterna di ciascun occhio è una sfera incompleta e opaca costituita per il 93% dalla sclera, che anteriormente si interrompe dando origine a una seconda porzione sferica trasparente più piccola circa il 7% della superficie totale e di differente curvatura, la cornea. Internamente alla sclera è presente uno strato pigmentato e vascolarizzato, la coroide, che si continua anteriormente dando origine prima al corpo ciliare e poi all'iride, un disco membranoso con un foro centrale, la pupilla, il cui diametro è regolato dalla muscolatura dell'iride. Le tre porzioni pigmentate formano il tratto uveale o uvea. Profondamente alla coroide si estende uno strato fotosensibile, la retina, che termina anteriormente a livello ora serrata, cioè presso la giunzione tra la coroide stessa e il corpo ciliare. Essa contiene i fotorecettori dell'occhio che trasducono la luce in potenziali elettrici inviati attraverso il nervo ottico. Dal corpo ciliare si dipartono le fibre zonulari che si attaccano al cristallino, la lente dell'occhio, collocata posteriormente iride e a livello del corpo ciliare. All'interno dell'occhio si distinguono inoltre tre camere. La camera anteriore è lo spazio compreso tra la cornea e l'iride, la camera posteriore tra l'iride e il cristallino, e infine l'ampia camera vitrea, dietro il cristallino.Le prime due sono riempite dall'umore acqueo, un liquido trasparente prodotto dal corpo ciliare che defluisce attraverso il canale dello Schlemm nelle vene sclerali, mentre la camera vitrea è occupata dal corpo vitreo, una massa gelatinosa che contribuisce a determinare la forma del bulbo oculare, occupandolo per i due terzi del suo volume.

Nell’interno del bulbo oculare si trovano spazi che prendono il nome di camera anteriore, camera posteriore e camera vitreale.

• La camera anteriore è delimitata anteriormente dalla faccia posteriore della cornea, posteriormente dalla superficie anteriore dell’iride e dalla parte della superficie anteriore del cristallino che appare attraverso il foro pupillare.
• La camera posteriore è un piccolo spazio a forma di anello, a sezione triangolare, delimitato perifericamente daiprocessi ciliari, anteriormente dalla faccia posteriore dell’iride, posteriormente dalle fibre zonulari (zonula ciliare di Zinn) e da quella parte della faccia anteriore del cristallino che è nascosta dall’iride.
• La camera vitreale è la più ampia e occupa il vasto spazio compreso fra il cristallino e il suo apparato sospensore, in avanti, e la retina, lateralmente e indietro. Nella camera anteriore e nella camera posteriore circola l’umore acqueo; nella camera vitreale è contenuto il corpo vitreo. Entrambi questi materiali agiscono, insieme alla cornea e al cristallino, quali mezzi diottrici dell’occhio.

L’occhio è formato da tre membrane sovrapposte: la più esterna è la tonaca fibrosa; a questa seguono più internamente la tonaca vascolare e la tonaca nervosa (o retina).

• La tonaca fibrosa dell’occhio è l’involucro più esterno del bulbo oculare. Comprende la sclera, opaca, che ne costituisce i 5/6 posteriori, e la cornea, trasparente, che ne forma il sesto anteriore. Il confine fra cornea e sclera prende il nome di orlo sclerocorneale (o limbus). La sua funzione principale è quella di protezione delle membrane oculari più interne.
• La tonaca vascolare dell’occhio (o uvea), situata tra la tonaca fibrosa e quella nervosa, è una membrana connettivale molto ricca di vasi, la cui funzione principale è quella di assicurare un’adeguata nutrizione alla retina. Si suddivide in tre parti che, dall’indietro in avanti, sono: la corioidea, il corpo ciliare e l’iride.
• La tonaca nervosa (o retina) è la membrana più interna del bulbo oculare. La sua funzione è quella di captare gli stimoli luminosi che vengono qui trasdotti in impulsi elettrici che tramite il nervo ottico (II paio di nervi encefalici) giungono a formazioni del diencefalo (chiasma e tratti ottici) attraverso le quali vengono trasmessi ai centri nevrassiali per l’analisi integrata delle immagini e per le attività riflesse. 

Specifiche comparate

La visione oculare umana ha caratteristiche e specifiche intrinseche che differiscono in alcuni aspetti fondamentali dalle tecnologie visive sviluppate nei dispositivi, in special modo, elettronici, ma con una certa approssimazione è possibile comparare le specifiche biologiche in termini applicativi su scala tecnologica mediamente in questo modo:

• risoluzione: 5M coni (equivalenti a 5M pixels a colori) + 100M bastoncelli (equivalenti a 100M pixels bianco/nero)
• profondità colore coni: 10 000 0000 (nel range dello spettro del colore visibile umano)
• profondità colore bastoncelli: 2 (b/n)
• definizione visione: 50 CPD (cycles per degree, equivalenti alla distinzione di una coppia di linee di 0.35 mm da 1 m)
• contrasto: da 100:1 statico a 1 000 000:1 dinamico con tempo di risposta di circa 4 secondi (necessari all'adattamento)
• apertura: da f/8.3 a f/2.1 con tempo di risposta fino a 30 secondi (necessari all'espansione/contrazione)
• ampiezza angolo visivo: 155°h e 120°v (a parte la zona cieca di Mariotte, ovvero l'area d'innesto del nervo)
• frames al secondo: 60 fps o 60 Hz (necessari all'elaborazione cerebrale e per la piena potenzialità visiva). Se frequenze sotto i 25–30 Hz possono dare l'impressione di sfarfallio, frequenze oltre i 100–120 Hz contribuiranno in maniera limitata o non contribuiranno affatto al miglioramento dell'esperienza visiva a causa del fenomeno della persistenza delle immagini sulla retina (permanenza retinica).

Per contro, con la tecnologia elettronica si è sempre tentato di riprodurre l'occhio umano con un sensore sempre piu' miniaturizzato e con sempre maggiore risoluzione: allo stato dell'arte 2012, il più performante misura 26,5 x 21,2 mm con una risoluzione pari a 33 Mpx ed è in grado di riprendere 120 fps.