3.2 Het visueel systeem: Perifere organisatie en verwerking Flashcards
Hoe verloopt het licht in de oog?
Licht komt binnen via de pupil, valt door de lens en wordt scherp gesteld in de retina. De lens laat het licht breken zodat het op de fovea valt (Centraal in het gele vlek). Hier is direct toegang tot de fotoreceptoren
Het licht wordt dan omgezet tot een neuronaal signaal en komt in de visuele cortex terecht. Omzetten gebeurd in de retina
Achterkant van de oog zit de retina met fotoreceptoren en het pigment-epitheel.
Waar zitten de fotoreceptoren?
- Achterin het oog zit de retina, daarachter een laag pigmentepitheel
- In het pigmentepitheel zitten fotoreceptoren met hun kopje
- Fotoreceptoren en zenuwcellen zijn dus van de lichtbaan afgekeerd
Welke celtypen zitten in de retina?
1) Fotoreceptoren
2) Horizontale cellen
3) Bipolaire cellen
4) Amacriene cellen
5) Ganglion cellen
Wat doen fotoreceptoren?
Ze vangen het licht op
- Als er licht op komt gaan ze hyperpolariseren en wordt het membraan negatiever
- Er wordt dan minder neurotransmitters (Glutamaat) afgescheiden in de synaps
- Graduele respons (Hoeveelheid licht is dus negatief gekoppeld aan de hoeveelheid glutamaat en dus geen AP)
Welke 2 soorten fotoreceptoren zijn er?
Kegeltjes (Kleur) en staafjes (Zwart-wit)
Hoe zit het met de membraanpotentiaal bij fotoreceptoren?
- Na/K pomp bepaalt de membraanpotentiaal
- Natriumionen gaan de cel in en kaliumionen de cel uit
- Als het donker is staan de kationen (Na+ en Ca+) open -> Receptoren depolariseren en er is meer afgifte van glutamaat
- Als er licht op de fotoreceptoren valt, sluiten de kationen -> Hyperpolarisatie (Na en Ca kunnen de cel niet in maar K kan de cel wel uit -> Cel negatief) -> Minder afgifte van glutamaat
Hoe gaat de foto-transductie (Licht -> Membraanpotentiaal)?
In de fotoreceptoren zitten opsine moleculen welke van structuur kunnen veranderen als ze worden geraakt door een foton (Licht). Ze worden dan actief
- Foton stimuleert rhodopsine
- Activatie G-Proteïne (Transducine)
- Activatie cGMP Fosfodiesterase (PDE)
- PDE geeft hydrolyse van cGMP (Concentratie cGMP gaat omlaag)
- Verlaagde concentratie cGMP sluit kation-kanalen
Hoe wordt het signaal versterkt?
1 foton -> 1 rhodopsine molecuul -> 800 transducine moleculen -> 800 PDE -> hydrolyse 4800 cGMP -> sluiting 200 kationkanalen (2%)
1 foton is ongeveer 1 mV potentiaal verandering
In het donker worden toch 7 fotonen herkent
Welke 4 type opsonine moleculen zijn er?
1 type staafje en 3 type kegeltjes
Waar reageren fotoreceptoren op?
- Opsine bepaalt hoe gevoelig de cel is voor de golflengte van licht
- Hoe korter de golflengte, hoe hoger de energie van het foton
- Alle fotoreceptoren reageren op alle golflengtes, maar het type opsine molecuul bepaalt de individuele gevoeligheid en hoe sterk er wordt gereageerd voor een golflengte
Waarin verschillen de kegeltjes en staafjes met elkaar?
Verdeling:
- Staafjes vooral in de periferie
- Kegeltjes vooral in de fovea
Versterking:
- Staafjes: Veel (Voor een bipolaire cel)
- Kegeltjes: Weinig (1 op 1 met een bipolaire cel)
Gevoeligheid:
- Staafjes: Hoog (Gevoelig in het donker)
- Kegeltjes: Laag (Gevoelig in het licht)
Reactiesnelheid:
- Staafjes: Langzaam en langduriger
- Kegeltjes: Snel
Reactieduur:
- Staafjes: Lang
- Kegeltjes: Kort
Bij de blinde vlek (Papil) zitten helemaal geen fotoreceptoren
Wat zijn bipolaire cellen?
- Bipolair -> Met 2 uiteindes die het signaal doorgeven
- Bipolaire cellen hebben glutamaat receptoren
- ‘Graded respons’ dus geen actiepotentialen
- Twee typen bipolaire cellen -> On en off (Reactie op glutamaat bepaalt de type)
Hoe reageren de on en off cellen met glutamaatverandering?
- Licht aan -> Hyperpolarisatie -> Afname glutamaat release
On-cel: MGluR6 receptor depolarisatie
Off-cel: AMPA receptor hyperpolarisatie
Hoe werken retinale ganglioncellen?
Output via n. Opticus: naar Laterale Geniculate Nucleus (LGN):
- Ze geven de output van de retina door
- Ontvangen informatie via AMPA receptoren
Magno-cellen:
- Input van staafjes (Detecteren of er staafjes activiteit is)
- Projecteren naar magno-cellulaire lagen in LGN
Parvo-cellen:
- Input van kegeltjes
- Projecteren naar parvo-cellulaire lagen in LGN
Actiepotentialen worden meer of minder geven afhankelijk van welke retina celtype er komt (On of Off)
Hoe gaat het licht bij on/off van fotoreceptor -> Bipolaire cel -> ganglioncel?
On-cel:
Licht op fotoreceptor -> Hyperpolarisatie fotoreceptor -> Minder glutamaat -> MGluR6 receptoren depolarisatie in On-cel -> Meer afgifte glutamaat -> AMPA depolarisatie (Ganglioncel receptor) -> Meer actiepotentialen
Off-cel:
Licht op fotoreceptor -> Hyperpolarisatie fotoreceptor -> Minder glutamaat -> AMPA en kainete receptoren hyperpolarisatie -> Minder afgifte van glutamaat -> AMPA hyperpolarisatie in ganglioncel -> Minder actiepotentialen
Soort glutamaat receptor bepaalt welke On of Off-cel het heeft
Wat zijn amacriene cellen?
- Amacrien -> Zonder axon
- Reageren op verandering
- Graduele respons, dus geen actiepotentialen
Wat zijn horizontale cellen?
Glutamaat receptoren
- Graded respons, dus geen actiepotentialen
- Laterale verbindingen over groter gebied. Ze maken verbindingen tussen meerdere fotoreceptoren
- Interactie tussen fotoreceptoren -> Laterale inhibitie (Fotoreceptoren rondom een actieve fotoreceptor wordt geinhibeerd)
- Receptieve veld -> Center surround voor bipolaire cellen en retinale ganglioncel. Interactie fotoreceptoren in centrum en in omgeving (Meer licht in het centrum leidt tot meer actiepotentialen en meer licht in de omgeving leidt tot remming en dus minder actiepotentialen)
Wat is het receptieve veld?
- Deel van het visuele veld waar een visuele cel op reageert -> Deel van visuele veld waar een ganglioncel aan verbonden is
- Groter veld -> Lagere spatiele resolutie
- Overlappend -> Meerdere cellen voor 1 gebied
Hoe zit het met de receptieve velden van Magno-cellen (M-cellen)?
- Center-Surround structuur
- Bipolaire en ganglioncellen
- Receptieve velden overlappen
- Toenemende grote in periferie
- 2 typen -> On-center/Off-surround en off-center/on-surround
Waar hangt de reactie van een bipolaire of ganglioncel vanaf?
Reactie van een bipolaire of ganglioncel hangt af van de verdeling van licht op zijn receptieve veld
Welke type ganglioncellen zijn er en wat zijn de kenmerken hierbij?
Magno-RG cellen:
- Input van staafjes
- Verdeling van licht over receptieve veld
- On-center & Off-center structuur
- Codering van contrast tussen center & surround
- Helderheid
- Magno-cellulaire lagen in LGN
Parvo-RG cellen:
- Kleur
- Parvo-cellulaire lagen in LGN
ipRGCs:
- Lichtgevoelig (Melanopsine) -> Suprachiasmatische kernen
