Neurologie en neuropathologie van het visuele systeem
(Dr. Coeckelberg)
Fysiologie van het visuele systeem
Retina
Retina = een onderdeel van het centraal zenuwstelsel (diencephalon)
Het heeft een gelaagde structuur waarbij de lichtgevoelige cellen zich achteraan bevinden. Licht
moet door alle andere lagen om opgenomen te kunnen worden door die lichtgevoelige cellen.
3 nucleaire lagen bevatten de kernen van de neuronen:
• Buitenste kernlaag: fotoreceptoren
• Binnenste kernlaag: horizontale cellen, bipolaire cellen en amacrien cellen
• Ganglioncellaag: ganglioncellen
2 plexiforme lagen bevatten de synaptische verbindingen tussen de retinale cellen:
• Buitenste plexiforme laag: tussen fotoreceptoren en horizontale en bipolaire cellen
• Binnenste plexiforme laag: tussen bipolaire en amacriene cellen en ganglioncellen
Direct signaal systeem en lateraal integratie systeem
1
,Fotoreceptoren
Fotoreceptoren zetten licht om in een elektrisch signaal.
Staafjes: gevoelig voor intensiteitsverschillen bij schemer of duisternis, liggen vooral in de
periferie
Kegeltjes: kunnen details en kleuren waarnemen, hebben voldoende licht nodig om optimaal te
werken, hoogste densiteit in centrale retina
Fotopigment
Fotoreceptoren bevatten visueel pigment = fotopigment
• Opsine: bepaalt gevoeligheid voor een golflengte
• Retinal: geeft aanleiding tot fotochemische reactie
Staafjes: fotopigment = rodopsine
• Max. gevoeligheid 496nm
• Geen kleurperceptie
Kegeltjes: 3 soorten fotopigment
• S-kegeltjes (cyanolabe) : max gevoeligheid 426 nm (blauw)
• M-kegeltjes (chlorolabe): max gevoeligheid 530 nm (groen)
• L-kegeltjes (erythrolabe): max gevoeligheid 557 nm (rood)
Retinal
• Ring van 6 C-atomen (koolstof) verbonden met een ketting van 11 C-atomen
• Onder invloed van belichting: fotochemische reactie
• Cascade van biochemische reacties leidt tot sluiting van Na+ en Ca2+ poorten
• Hyperpolarisatie van fotoreceptoren (graduele potentialen)
• Verminderde release van glutamate
2
, Horizontale cellen
• Aanwezig in het lateraal signaalsysteem.
• Integreren visuele info van verschillende fotoreceptoren
• Moduleren het synaptisch verkeer tussen fotoreceptoren en bipolaire cellen
• Genereert in het receptieve veld van de bipolaire cel (surround, opponent signal)
• Graduele potentialen worden doorgegeven aan de bipolaire cellen
Bipolaire cellen
• Aanwezig in rechtstreeks signaalsysteem.
• Verbinden fotoreceptoren met ganglioncellen (rechtstreeks signaalsysteem)
• Center-surround receptieve velden: bipolaire cel reageert maximaal op lichtovergangen en
legt zo de basis van onze visuele perceptie
• Graduele potentialen
Soorten bipolaire cellen
• Dwergbipolaire cllen (midget bipolar cells)
- Center: 1 kegeltje (L of M kegeltje) → 1 op 1 relatie leidt tot hoge spatiële resolutie
van kegeltjes
- Surround: horizontale cellen (L+M kegeltjes)
- Verschil tussen center en surround leidt tot kleurwaarneming
• Grote bipolaire cellen (diffuse bipolar cells)
- Center: 5-10 kegeltjes (L+M kegeltjes)
- Surround: horizontale cellen (L+M kegeltjes)
- Center en surround bevatten mengeling van L en M kegeltjes (geen color opponency,
geen kleurwaarneming)
Amacriene cellen
• Aanwezig in lateraal signaalsysteem
• Center-surround organisatie
• Lateraal signaalsysteem thv binnenste plexiforme laag
• Laterale verbindingen tussen bipolaire cellen en ganglioncellen
• Gevoelig voor veranderingen van visuele stimuli (verschijnen/verdwijnen)
• Leiden tot actiepotentialen
• Schakel tussen bipolaire cellen verbonden met staafjes en ganglioncellen (geen
rechtstreekse verbinding tussen bipolaire cellen, verbonden met staafjes en
ganglioncellen)
3
(Dr. Coeckelberg)
Fysiologie van het visuele systeem
Retina
Retina = een onderdeel van het centraal zenuwstelsel (diencephalon)
Het heeft een gelaagde structuur waarbij de lichtgevoelige cellen zich achteraan bevinden. Licht
moet door alle andere lagen om opgenomen te kunnen worden door die lichtgevoelige cellen.
3 nucleaire lagen bevatten de kernen van de neuronen:
• Buitenste kernlaag: fotoreceptoren
• Binnenste kernlaag: horizontale cellen, bipolaire cellen en amacrien cellen
• Ganglioncellaag: ganglioncellen
2 plexiforme lagen bevatten de synaptische verbindingen tussen de retinale cellen:
• Buitenste plexiforme laag: tussen fotoreceptoren en horizontale en bipolaire cellen
• Binnenste plexiforme laag: tussen bipolaire en amacriene cellen en ganglioncellen
Direct signaal systeem en lateraal integratie systeem
1
,Fotoreceptoren
Fotoreceptoren zetten licht om in een elektrisch signaal.
Staafjes: gevoelig voor intensiteitsverschillen bij schemer of duisternis, liggen vooral in de
periferie
Kegeltjes: kunnen details en kleuren waarnemen, hebben voldoende licht nodig om optimaal te
werken, hoogste densiteit in centrale retina
Fotopigment
Fotoreceptoren bevatten visueel pigment = fotopigment
• Opsine: bepaalt gevoeligheid voor een golflengte
• Retinal: geeft aanleiding tot fotochemische reactie
Staafjes: fotopigment = rodopsine
• Max. gevoeligheid 496nm
• Geen kleurperceptie
Kegeltjes: 3 soorten fotopigment
• S-kegeltjes (cyanolabe) : max gevoeligheid 426 nm (blauw)
• M-kegeltjes (chlorolabe): max gevoeligheid 530 nm (groen)
• L-kegeltjes (erythrolabe): max gevoeligheid 557 nm (rood)
Retinal
• Ring van 6 C-atomen (koolstof) verbonden met een ketting van 11 C-atomen
• Onder invloed van belichting: fotochemische reactie
• Cascade van biochemische reacties leidt tot sluiting van Na+ en Ca2+ poorten
• Hyperpolarisatie van fotoreceptoren (graduele potentialen)
• Verminderde release van glutamate
2
, Horizontale cellen
• Aanwezig in het lateraal signaalsysteem.
• Integreren visuele info van verschillende fotoreceptoren
• Moduleren het synaptisch verkeer tussen fotoreceptoren en bipolaire cellen
• Genereert in het receptieve veld van de bipolaire cel (surround, opponent signal)
• Graduele potentialen worden doorgegeven aan de bipolaire cellen
Bipolaire cellen
• Aanwezig in rechtstreeks signaalsysteem.
• Verbinden fotoreceptoren met ganglioncellen (rechtstreeks signaalsysteem)
• Center-surround receptieve velden: bipolaire cel reageert maximaal op lichtovergangen en
legt zo de basis van onze visuele perceptie
• Graduele potentialen
Soorten bipolaire cellen
• Dwergbipolaire cllen (midget bipolar cells)
- Center: 1 kegeltje (L of M kegeltje) → 1 op 1 relatie leidt tot hoge spatiële resolutie
van kegeltjes
- Surround: horizontale cellen (L+M kegeltjes)
- Verschil tussen center en surround leidt tot kleurwaarneming
• Grote bipolaire cellen (diffuse bipolar cells)
- Center: 5-10 kegeltjes (L+M kegeltjes)
- Surround: horizontale cellen (L+M kegeltjes)
- Center en surround bevatten mengeling van L en M kegeltjes (geen color opponency,
geen kleurwaarneming)
Amacriene cellen
• Aanwezig in lateraal signaalsysteem
• Center-surround organisatie
• Lateraal signaalsysteem thv binnenste plexiforme laag
• Laterale verbindingen tussen bipolaire cellen en ganglioncellen
• Gevoelig voor veranderingen van visuele stimuli (verschijnen/verdwijnen)
• Leiden tot actiepotentialen
• Schakel tussen bipolaire cellen verbonden met staafjes en ganglioncellen (geen
rechtstreekse verbinding tussen bipolaire cellen, verbonden met staafjes en
ganglioncellen)
3
