Corte del cerebro humano en el que puede apreciarse la corteza visual primaria cuya lesión ocasiona ceguera cortical.

Se llama visión a la capacidad de interpretar el entorno gracias a los rayos de luz que alcanzan el ojo. La visión o sentido de la vista es una de las principales capacidades sensoriales de los humanos y de muchos otros animales. El Día Mundial de la Visión se celebra el segundo jueves del mes de octubre.

Características generales

El sentido de la vista o visión es posible gracias a un órgano receptor, el ojo, que reciben las impresiones luminosas y las transforma en señales eléctricas que transmite al cerebro por las vías ópticas. El ojo es un órgano par situado en la cavidad orbitaria. Está protegido por los párpados y por la secreción de la glándula lagrimal, tiene capacidad para moverse en todas direcciones gracias a los músculos extrínsecos del globo ocular. La propiedad esencial que hace posible la visión es la fotosensibilidad, esta tiene lugar en células receptoras especializada que contienen sustancias químicas que son capaces de absorber la luz para producir un cambio fotoquímico.

Cuando la luz penetra en el ojo, pasa a través de la córnea, la pupila y el cristalino, para llegar a la retina, donde la energía electromagnética de la luz se convierte en impulsos nerviosos que a través del nervio óptico son enviados hacia el cerebro para su procesamiento por la corteza visual. En el cerebro tiene lugar el complicado proceso de la percepción visual gracias al cual somos capaces de percibir la forma de los objetos, identificar distancias, detectar los colores y el movimiento. La retina es una de las regiones más importantes del ojo y contiene unas células especializadas llamadas conos y bastones que son sensibles a la luz.[1]

La lesión de cualquiera de las estructuras del sistema visual puede causar ceguera aunque el resto no presente ninguna alteración. En la ceguera cortical, por ejemplo, ocasionada por una lesión en la región occipital del cerebro, se produce pérdida completa de visión aunque el ojo y el nervio óptico no presentan ninguna anomalía.[2][3]

Historia

Las teorías acerca del funcionamiento de la visión comenzaron con los filósofos presocráticos, según los cuales el ojo estaba constituido de agua y fuego. Según el modelo activo de la visión que se ha atribuido de manera tradicional a Pitágoras y Euclides, el ojo emite un haz de rayos que viaja por el espacio y toca los objetos provocando la sensación de visión. La explicación contraria es el modelo pasivo de la visión que fue defendido entre otros por Demócrito y Lucrecio, según esta teoría, los objetos envían imágenes de sí mismos hacia el espacio que los envuelve. El aire estaría por la tanto lleno de imágenes inmateriales que se desplazarían en todas direcciones, siendo el ojo un instrumento pasivo con la función de captarlas.[4]

El estudio científico de la percepción visual comenzó con Alhacén, nacido en 965 d. C. en Basora, pero sus ideas, que rechazaban la teoría de la emisión, tardaron en admitirse en Occidente. Isaac Newton fue su principal seguidor y continuador en el siglo XVIII, y en el siglo XIX lo fue Hermann von Helmholtz, médico alemán autor del Handbuch der Physiologischen Optik / Tratado de óptica fisiológica. En el siglo XXI los modelos que explican el fenómeno de la visión son multidisciplinares, pues tienen en cuenta tanto los aspectos fisiológicos como los neurológicos y psicológicos. Actualmente se considera que el ojo actúa como receptor, mientras que el proceso perceptivo tiene lugar primordialmente en el cerebro.

Anatomía ocular

Capas de la pared del ojo

Principales estructuras del ojo humano.

El ojo es el órgano encargado de la recepción de los estímulos visuales, cuenta con una estructura altamente especializada producto de millones de años de evolución. El ojo humano posee tres envolturas, que de afuera hacia adentro son:

  • Túnica fibrosa externa. Se compone de dos regiones la esclerótica y la córnea.
    • Esclerótica: Es blanca y opaca, con fibras colágenas tipo I entremezcladas con fibras elásticas; avascular, que brinda protección y estabilidad a las estructuras internas. Cubre la mayor parte del globo ocular, excepto en una pequeña región anterior.
    • Córnea: Es una prolongación anterior transparente, avascular pero muy inervada de la esclerótica, que abulta hacia delante del ojo. Es ligeramente más gruesa que la esclerótica.
  • Túnica vascular media (úvea). Está conformada por tres regiones: la coroides, el cuerpo ciliar y el iris.
    • Coroides: Es la porción posterior Pigmentada de la túnica vascular media, la cual se une a la esclerótica laxamente y se separa del cristalino mediante la membrana de Bruch.
    • Cuerpo ciliar: Es una prolongación cuneiforme, que se proyecta hacia el cristalino y se ubica en la luz del ojo entre el iris (anterior) y el humor vítreo (posterior).
    • Acomodación

      La luz procedente de un objeto lejano y otro cercano inciden en el mismo punto de la retina gracias al cambio en la curvatura del cristalino.

      Los rayos paralelos de luz llegan al ojo ópticamente normal (emétrope) y son enfocados sobre la retina. Dependiendo de la especie animal, el enfoque puede resolverse aumentando la distancia entre el cristalino y la retina o aumentando la curvatura o poder refringente del cristalino como ocurre en los mamíferos.[5]

      Al mecanismo por el cual aumenta la curvatura del cristalino se llama acomodación. Cuando la mirada se dirige a un objeto cercano, el músculo ciliar se contrae y se relaja el ligamento suspensorio del cristalino, permitiendo que este tome una forma más convexa, lo cual aumenta su poder de convergencia.

      Retina

      Organización simplificada de la retina (modificación de un dibujo de Santiago Ramón y Cajal). La luz entra por la izquierda y debe atravesar todas las capas celulares hasta llegar a los conos y bastones que se encuentran a la derecha del esquema.

      La retina posee 10 capas, la luz debe atravesar casi todas estas capas para llegar hasta donde se ubican los conos y los bastones, que son las células especializadas en la recepción de los estímulos visuales, y la transformación de estas señales en impulsos nerviosos que a través del nervio óptico llegaran al cerebro para ser procesados y construir imágenes, formas, colores y movimientos.

      La retina posee una compleja red de neuronas, los conos y bastones próximos a la coroides establecen sinapsis con las células bipolares y estas con las ganglionares, cuyos axones convergen y salen del ojo para conformar el nervio óptico. El nervio óptico sale del globo ocular en la zona más posterior del ojo junto con los vasos retinianos, en un punto conocido como papila óptica, en donde no existen receptores visuales, por lo que constituye un punto ciego.

      Por el contrario también existe un punto con mayor agudeza visual localizado cerca del polo posterior del ojo, denominada mácula lútea, de aspecto amarillento, y en la cual se encuentra la fóvea central, que es una pequeña porción de la retina carente de bastones pero con mayor densidad de conos. Al fijar la atención visual en un objeto determinado, la luz del objeto se hace incidir sobre la fóvea que es lugar de la retina con máxima sensibilidad.

      Células receptoras

      Conos y bastones

      Las células receptoras son los conos y los bastones. Los conos se relacionan con la visión en colores, la visión diurna, y los bastones con la visión nocturna. Existen más de 100 millones de bastones en el ojo humano, y cerca de 4 millones de conos.

      Cada bastón se divide en un segmento externo y uno interno, el que a su vez posee una región nuclear y una región sináptica.

      En el segmento externo se encuentran unos discos que contienen compuestos fotosensibles en sus membranas, que responden a la luz provocando una serie de reacciones que inician potenciales de acción.

      Compuestos fotosensibles

      Los compuestos fotosensibles en la mayoría de los animales así como en los humanos se componen de una proteína llamada opsina, y retineno-1 que es un aldehído de la Vitamina A1.

      La rodopsina es el pigmento fotosensible de los bastones, cuya opsina se llama escotopsina.

      La rodopsina capta luz con una sensibilidad máxima en los 505 nm de longitud de onda, esta luz incidente hace que la rodopsina cambie su conformación estructural, produciendo una cascada de reacciones que amplifican la señal, y crean un potencial de acción que se desplazará a través de las fibras nerviosas, y que el cerebro interpretará como luz.

      En los humanos hay tres tipos de conos, que responden con mayor intensidad a la luz con longitudes de onda de 440, 535 y 565 nm . Los tres tipos de conos poseen retineno-1, y una opsina que posee una estructura característica en cada tipo de cono. Luego mediante un proceso similar al de los bastones los impulsos nerviosos provenientes de la estimulación de estos receptores, llegan a la corteza visual, donde son interpretados como una amplia gamma de colores y tonalidades, formas y movimiento.

      Vía neural de la visión

      Vista inferior del cerebro en la que se representan los campos visuales y las principales vías neurológicas de la visión

      Tras atravesar la córnea, la luz pasa por un orificio que se encuentra en el centro del iris llamado pupila. Posteriormente atraviesa el cristalino que es la lente ajustable del ojo humano, para enfocarse sobre la retina que está cubierta por receptores visuales.

      Ruta en el interior de la retina

      Los mensajes de la retina van de los receptores, que se encuentran en el fondo del ojo, a las células bipolares que están más cerca del centro. Las células bipolares envían su mensaje a las células ganglionares. Los axones de estas se unen e ingresan en el cerebro. Otras células, llamadas amacrinas, reciben la información proveniente de las bipolares y la envían a otras células bipolares, amacrinas y ganglionares.[6]​ Diversas clases de células amacrinas refinan los mensajes que van a las ganglionares, lo cual les permite responder específicamente a las formas, movimientos y otras características visuales.[6]

      Conexiones entre los ojos y el encéfalo

      Las flechas señalan la corriente visual dorsal y ventral del cerebro. Ambas parten de la corteza visual primaria situada en el lóbulo occipital.[7]

      Los axones de las células ganglionares de la retina se reúnen formando el nervio óptico. Los nervios ópticos surgen cerca del polo posterior del ojo y se dirigen hacia atrás y medialmente, ambos convergen hacia la base del cerebro donde se unen en una estructura con forma de X, el quiasma óptico, de donde parten las cintillas ópticas que se dirigen a los núcleos geniculados laterales localizados en la cara posterior del tálamo. Las neuronas del núcleo geniculado lateral envían sus axones mediante las llamadas radiaciones ópticas hasta la corteza visual primaria. Aproximadamente el 25 por ciento de la superficie de la corteza visual se dedica al análisis de la información procedente de la fóvea, que representa una parte pequeña del campo visual. Los circuitos neuronales de la corteza visual combinan información de diferentes procedencias y de esta forma integran información más amplia que las que correspondería al campo receptor de una única célula ganglionar. Desde la corteza visual primaria situada en el lóbulo occipital del cerebro parte la corriente visual ventral que traslada la información hacia la corteza del lóbulo temporal y la corriente visual dorsal que la dirige hacia el lóbulo parietal.[7]

      Visión de colores

      El color no es una propiedad de la luz o de los objetos reflejantes, sino que es una sensación cerebral. Los humanos ven los colores como resultado de la interacción de la luz en el ojo, a través de la estructura ocular de los conos, que detectan la energía de los fotones, trasmitiendo la sensación al cerebro. La percepción de los colores es subjetiva y depende de los atributos que el cerebro asigna a ciertas longitudes de onda, de esta manera una longitud de onda de 560 nm es definida como color rojo, pero en realidad tanto el rojo como cualquier otro color no existen, solo es real una radiación electromagnética con una longitud de onda determinada.[8]

      Los vertebrados primitivos poseían 4 tipos de conos, frente a los humanos y primates que poseen 3 tipos de conos (obteniendo una visión tricromática), la mayor parte de los mamíferos poseen únicamente 2 tipos conos, las aves, los reptiles, tortugas y muchos peces poseen 4 clases de conos y por tanto, mejor visión del color que la nuestra. La explicación a este fenómeno se debe a que los primeros mamíferos que evolucionaron a partir de los reptiles, eran criaturas principalmente nocturnas, por lo que la evolución llevó al sistema visual a disminuir la capacidad de distinguir colores en favor de mejorar la agudeza visual en condiciones de escasa luminosidad.[9]

      Espectro visible.

      Ilusiones ópticas

      Las dos líneas amarillas son de igual longitud, pero el cerebro interpreta que la de arriba es más larga.

      Las ilusiones ópticas son una distorsión de la percepción visual, de tal forma que la realidad aparece diferente a como realmente es. Por lo tanto las imágenes percibidas difieren de la realidad objetiva. Todas las ilusiones nos engañan, transformado la realidad. Las ilusiones ópticas fisiológicas no se deben a ninguna enfermedad visual o de otro tipo, pues están causadas por la complejidad del ojo, el cerebro, y las vías nerviosas de transmisión y procesamiento de las imágenes.[10]

      El círculo interior de la primera figura y el exterior de la segunda son del mismo diámetro, pero el cerebro interpreta que el primero es mayor.

      Alucinaciones visuales

      Las alucinaciones visuales consisten en apreciar imágenes que en realidad no existen. Pueden ser alucinaciones simples como ver puntos luminosos centelleantes o complejas en la que se aprecian imágenes más elaboradas como caras o personas en movimiento que en realidad no están presentes. Pueden producirse por diferentes causas, en muchas ocasiones se deben a algún tipo de lesión que afecta a las vías cerebrales que transmiten la información desde el ojo al cerebro. Una forma particular es la palinopsia, en la cual persiste la visión de una imagen después de retirarse el objeto del campo visual. Las personas que presentan este síntoma ven de forma reiterada imágenes o escenas que presenciaron horas o días antes.[11]

      Visión en los animales

      Euglénido en el que es visible la mancha ocular de color rojizo situada cerca de la base del flagelo
      Ojo compuesto de una libélula

      En los seres vivos, la captación de la luz es un elemento universal que les sirve para percibir el medio que los rodea y detectar los contrastes que se producen entre el día y la noche. Por ello han desarrollado una serie de proteínas conocidas como fotopigmentos que tienen la función específica de detectar la luz. Las plantas poseen sensibilidad a la luz, sin embargo no existe visión, pues los vegetales son incapaces de detectar estructuras y colores.[12]

      En la mayor parte de los animales, la visión es el sentido más importante. Existen diferentes variedades de órganos visuales, desde los más simples que están constituidos únicamente por algunas células sensibles a la luz, a los órganos más complejos, como el ojo que presentan los cefalópodos y los vertebrados. Otro diseño alternativo son los ojos compuestos de los insectos. Todos ellos están condicionados por las cualidades físicas de la luz que son inalterables.

      • Organismos unicelulares. Algunos organismos unicelulares flagelados como los euglénidos, presentan en la base del aparato flagelar un orgánulo llamado mancha ocular que es fotosensible. Tiene la función de detectar la dirección e intensidad de la luz, lo que le permite a la célula responder dirigiéndose hacia ella o alejándose. Puede considerarse uno de los sistemas biológicos de visión más simples.[13]
      • Planarias. En algunos invertebrados como los gusanos del género Planariidae, el órgano para detectar la luz es muy primitivo y se llama ocelo. Está formado por una capa de células que contienen un pigmento fotosensible. Como el animal dispone de dos, uno a cada lado, es capaz de inferir la dirección de la luz y sincronizar su movimiento para dirigirse hacia zonas en las que existe sombra.[14]