HC 3.2 Het visueel systeem: perifere organisatie en verwerking Flashcards
Hoeveel procent van je neuronen doen iets of reageren op visuele informatie?
60-80% van je neuronen.
Hoe valt het licht op het oog?
Licht valt recht op het oog, gaat door de lens heen, die zich kan vervormen zodat het licht precies scherp op de fovea valt. Als de lens niet goed functioneert heb je een bril nodig. Zien doe je met je gehele retina maar om het scherp te kunnen zien moet het goed op de fovea vallen.
Waaruit bestaat de achterkant van het oog?
- Retina (met foto receptoren)
- Pigment-epitheel
Waar bevinden de fotoreceptoren zich?
Licht bestaat uit fotonen, wil het zichtbaar worden dan moet het een fotoreceptor raken. Als het een bloedvat raakt of een andere cel dan wordt het gewoon niet gezien. De fotoreceptoren zitten aan de achterkant van de retina. Het licht raakt de fotoreceptor het signaal wordt doorgegeven aan de bipolaire cellen en via de retinale ganglioncellen komt het in een axon naar de papil en naar de oogzenuw toe.
Welke celtypen zitten er in de retina?
- Fotoreceptoren: zetten licht om
- horizontale cellen
- bipolaire cellen
- amacriene cellen
- ganglion cellen: sturen de informatie naar buiten.
Hoe veranderd de membraanpotentiaal van de fotoreceptoren?Hoe veranderd de membraanpotentiaal van de fotoreceptoren?
- Na/K pomp bepaalt membraanpotentiaal
- Minder openstaande kation-kanalen door hyperpolarisatie
- Hyperpolarisatie dus minder afgifte van glutamaat
- In het licht heb je hyperpolarisatie en in het donker heb je depolarisatie.
Wat is het effect van licht op de membraanpotentiaal?
- Foto-transductie
o foton stimuleert rhodopsine
o activatie G-proteine (transducine)
o activatie cGMP fosfodiesterase (PDE)
o PDE geeft hydrolyse cGMP (concentratie cGMP omlaag)
o verlaagde concentratie cGMP sluit kation-kanalen - Versterking van het signaal
o 1 foton > 1 rhodopsine molecuul > 800 transducine moleculen > 800 PDE > hydrolyse 4800 cGMP > sluiting 200 kationkanalen (2%) - ~ 1 foton à ~1 mV potentiaal verandering
Waar hangt de gevoeligheid van fotoreceptoren vanaf?
De hoeveelheid membraanpotentiaal verandering hangt niet alleen af van het aantal fotonen maar ook van welke golflengte de fotonen hebben. De hoeveelheid energie die een foton bij zich draagt druk je uit in golflengtes. Wij kunnen golflengtes zien tussen de 400 en 700 nm. Staafjes reageren het best op golflengtes van 500 nm (500 nm = groen).
- fotoreceptoren reageren op alle golflengtes: maar hoe gevoelig hangt af de golflengte en van het type kegeltje/staafje.
- Kegeltjes zijn voor kleur en staafjes zijn voor zwart-wit.
Wat is de retinale verdeling van kegeltjes en staafjes?
Kegeltjes vindt je met name in het centrum, in de fovea: dus in het centrum kun je heel goed kleur zien. Een paar graden buiten het centrum zitten al weer heel weinig kegeltjes. Je kan dus niet scherp kleuren zien in de periferie. Op de plek waar de oogzenuw uittreedt: de papil, zitten helemaal geen fotoreceptoren.
Hoe vindt het doorgeven van de informatie van de fotoreceptoren plaats?
De informatie van staafjes en kegeltjes moet worden doorgestuurd naar de ganglioncellen en dit gebeurt via een bipolaire cel. Er zijn meerdere staafjes verbonden met 1 bipolaire cel (tussen de 15-30 staafjes) maar tussen kegeltjes en bipolaire cellen is het eigenlijk een 1 op 1 verbinding. Door de 1 op 1 verbinding kun je scherper zien want je weet precies waar het licht vandaan komt.
Voor welke typen licht zijn de kegeltjes gevoelig en voor welke typen licht de staafjes?
Kegeltjes reageren op licht met veel fotonen dus fotopisch licht. Zitten er weinig fotonen in het licht dan noem je het scotopisch (hiervoor heb je staafjes nodig). Zit het er tussen in, dan heet het mesopisch. Je kegeltjes doen mee vanaf het mesopische licht en de staafjes gaan tot aan het mesopische licht. Als het heel erg licht is kijk je dus alleen maar met je kegeltjes. Dit is ook de reden dat we in het donker minder goed kleuren kunnen zien, omdat er dan bijna geen kegeltjes actief zijn.
Hoe reageren kegeltjes en staafjes op licht?
Kegeltjes reageren heel snel op licht en heel kort en staafjes wat langzamer en wat langduriger.
Wat zijn de verschillen tussen staafjes en kegeltjes?
Wat zijn de kenmerken van de bipolaire cellen?
Schakeling tussen de input de fotoreceptoren en tussen de output de ganglioncellen.
- (bipolair = met 2 uiteinden)
- Glutamaat receptoren (ze reageren op fotoreceptoren en deze geven glutamaat af)
- ‘graded response’ (dus geen actiepotentialen)
- Twee typen bipolaire cellen. Ze zijn te onderscheiden op basis van hoe ze reageren op glutamaat.
o ON: MGluR6 receptor –> depolarisatie
o OFF: AMPA receptor –> hyperpolarisatie
Wat zijn de kenmerken van de retinale ganglioncellen?
- Output via n. opticus naar Lateral Geniculate Nucleus (LGN)
- Actiepotentialen! De retinale ganglioncellen zetten om wat ze krijgen van de bipolaire cellen in meer of minder actiepotentialen. Dit hangt er vanaf of ze verbonden zijn met een ON of OFF type bipolaire cel.
- Magno cellen
o input van staafjes
o detecteert met name contrast en zwart-wit.
o –> magno-cellulaire lagen in LGN
o Het zijn grote cellen zijn verbonden met grote delen in de periferie. - Parvo cellen
o input van kegeltjes
o detecteert met name kleur
o Zitten in de fovea waar alles 1 op 1 geschakeld is, maken dus kleine verbindingen.
o –> parvo-cellulaire lagen in LGN
Beschrijf het beloop van fotoreceptor naar ganglioncel?
Een fotoreceptor is vaak verbonden met twee bipolaire cellen. Die bipolaire cellen zijn zelf verbonden met hun eigen retinale ganglioncel. Licht komt op de fotoreceptor die gaat hyperpolariseren, hierdoor komt er minder glutamaat vrij. De cel met de MGluR6 receptoren die gaat depolariseren. Hierdoor komt er meer glutamaat vrij, dit bindt op de AMPA receptoren op de retinale ganglioncel dit zorgt ook voor depolarisatie en voor meer actiepotentialen. Op de andere bipolaire cel zitten AMPA en kainete receptoren die zorgen voor hyperpolarisatie, dit leidt tot een verminderde afgifte van glutamaat. Dit komt weer op de AMPA receptor op de ganglioncel en hierdoor hyperpolariseert die en krijg je minder actiepotentialen.
Wat zijn de kenmerken van de amacriene cellen?
Deze cellen maken schakelingen tussen de ganglioncellen.
- Amacrien = zonder axon
- Reageren op verandering in licht, hierdoor wordt alles een klein beetje extra actief.
- ‘graded response’ (dus geen actiepotentialen)
Wat zijn de kenmerken van de horizontale cellen?
- Glutamaat receptoren
- ‘graded response’ (dus geen actiepotentialen)
- Laterale verbindingen over groter gebied: verbinden meerdere fotoreceptoren met elkaar. Hierdoor krijg je een groter oppervlak.
- Interactie tussen fotoreceptoren → laterale inhibitie (middels de horizontale cellen beïnvloeden de fotoreceptoren elkaar. Als er meer licht op de ene fotoreceptor valt wordt de andere naastgelegen fotoreceptor minder actief.
- Receptieve veld → center-surround voor
o bipolaire cellen
o retinale ganglioncel: detecteert het contrast tussen het centrum en de omgeving. Ze detecteren niet hoeveel licht er op 1 fotoreceptor valt, maar het balans in licht tussen de verschillende fotoreceptoren.
Wat is het receptieve veld?
Deel van het visuele veld waar een visuele cel (ganglioncel) op reageert
- Groter veld –> lagere spatiele resolutie
- Overlappend –> meerdere cellen voor 1 gebied
Wat zijn de kenmerken van receptieve velden van de magno-cellen?
- Center-Surround structuur
- Bipolaire & Ganglion cellen
- Receptieve velden overlappen
- Toenemende grote van receptieve velden in periferie
- Twee typen:
o On-center / Off surround
o Off-center / On surround
Waar hangt de reactie van een bipolaire of een ganglioncel vanaf?
Reactie van een bipolaire of ganglion cel hangt af van de verdeling van licht op zijn receptieve veld
