HC.2 - Het visueel systeem: perifere organisatie en verwerking Flashcards
wat zijn drie belangrijke structuren in het oog?
Fovea: gele vlek –> scherpst mee zien
Papil: uitgang n opticus –> niks mee zien (blinde vlek)
waaruit bestaat de retina?
- Fotoreceptoren
- Pigmentepitheel: hierin foto receptoren –> van de lichtbaan afgekeerd –> voordat licht bij receptoren komt, moet het eerst langs oa BV en andere cellen
wat is een voordeel en een nadeel van het feit dat de fotoreceptoren van het licht zijn afgekeerd?
Nadeel: licht bereikt de receptoren lastiger
Voordeel: hogere resolutie bereiken omdat veel voeding in pigment laag waardoor snelle verwerking van het licht mogelijk is
Wat gebeurt er met licht dat niet door de fotoreceptoren valt?
Opgenomen door pigment epitheel en niet omgezet in signalen –> NIET zien
Bij flitsen: rode ogen bij mensen zien
Bij katten: oplichtende ogen doordat de lichtstralen weerkaatsen op het epitheel
wat gebeurt er primair met het licht?
- Lens laat het licht breken zodat het op de fovea valt
- Directe toegang tot fotoreceptoren
- hier wordt licht (fotonen) omgezet in een neuronaal signaal
- n opticus naar thalamus
- naar visuele cortex
Die omzetting dus in de retina!
Uit welke lagen is de retina opgebouwd?
- Fotoreceptoren
- Horizontale cellen
- Bipolaire cellen
- Amacriene cellen
- Ganglion cellen
Van binnen naar buiten
Hoe werken de fotoreceptoren?
- licht:
- hyperpolarisatie: veranderen Vm
- Vm wordt negatiever
- minder afgifte glutamaat
- GEEN AP
CEL:
- licht op opsinemolecuul
- kation kanalen sluiten
- minder Na influx en K efflux
- hyperpolarisatie
- minder glutamaat - Minder licht:
- depolarisatie
- positievere Vm
- meer glutamaat afgifte
- wel AP
CEL:
- kation kanalen open = Na en Ca
- Na-K pomp bepaalt de Vm (Na influx en K efflux)
- depo
- meer glutamaat
wat is de koppeling tussen licht en glutamaat?
de hoeveelheid licht is negatief gekoppeld aan de hoeveel glutamaat
Is wel een graduele respons
Welke twee soorten fotoreceptoren zijn er?
- Staafjes: zwart wit
- Kegeltjes: kleur
Wat gebeurt er in het donker bij de fotoreceptor?
Donker = rusttoestand
Vm: - 40 –> gedepolariseerd
- In het donker blijven Na⁺- en Ca²⁺-kanalen in de buitenste segmenten van de fotoreceptor open.
- Dit gebeurt doordat het intracellulaire cGMP (cyclisch guanosinemonofosfaat) hoog is, wat de cGMP-afhankelijke Na⁺-kanalen openhoudt.
- Hierdoor stromen Na⁺ en Ca²⁺ de cel in → cel blijft relatief gedepolariseerd.
- Kaliumionen (K⁺) stromen uit via kanalen in het binnenste segment, wat helpt de potentiaal stabiel te houden.
Door de depolarisatie wordt continu glutamaat vrijgegeven aan de bipolaire cellen (doorgeefstation in het netvlies).
Er stroomt continu Na⁺ en Ca²⁺ de cel in via cGMP-afhankelijke kanalen in het buitenste segment.
Tegelijkertijd stroomt K⁺ de cel uit via lekkanalen in het binnenste segment.
De Na⁺/K⁺-pomp compenseert dit door Na⁺ uit de cel te pompen en K⁺ terug naar binnen.
Zonder de pomp zou de cel overmatig depolariseren en niet goed functioneren.
Wat gebeurt er in het licht bij de fotoreceptor?
Membraanpotentiaal: ~ -70 mV (hyperpolarisatie)
- Licht activeert het fotopigment rhodopsine (in staafjes) of andere opsines (in kegeltjes).
- Dit triggert een G-eiwit signaalcascade (transducine), die cGMP afbreekt via het enzym fosfodiësterase (PDE).
- Door de afname van cGMP sluiten de cGMP-afhankelijke Na⁺-kanalen → Na⁺- en Ca²⁺-instroom stopt.
- K⁺ blijft de cel uit lekken via de kaliumkanalen, waardoor de cel hyperpolariseert.
Minder glutamaat wordt afgegeven aan de bipolaire cellen → signaalverandering die doorgegeven wordt aan het brein
Waarom is de signaal verwerking omgekeerd?
Dit mechanisme maximaliseert gevoeligheid: staafjes reageren sterk op kleine lichtveranderingen.
Bipolaire en ganglioncellen interpreteren deze glutamaat-afname als een lichtsignaal en sturen dat naar de hersenen.
hoe werkt de foto transactie?
Op de receptor zitten opsine moleculen –> veranderen als geraakt door foton waardoor actief
- foton stimuleert rhodopsine
- Activatie G-eiwit gekoppeld eiwit = transducine
- activatie cGMP fosfodiesterase
- hydrolysatie van cGMP waardoor concentratie omlaag
- sluiten kation kanalen
Wat is de verhouding van 1 foton tot andere moleculen en kanalen? Wat is het effect hiervan?
1 foton –> 1 rodopsine molecuul –> 800 transducine moleculen (en 800 PDE) –> hydrolyse van 4800 cGMP –> sluiten van 200 kation kanalen (ong 2%)
1 foton ong 1 mV potentiaal verandering: zeer gevoelig systeem (er komen miljarden fotonen binnen)
Hoe meer licht –> hoe meer fotonen op R –> hoe groter de respons (grotere verandering in Vm)
Wat is bepalend in de fotoreceptor voor de reactie?
Type opsine molecuul bepaalt de reactie op verschillende golflengtes van licht
4 Soorten:
Staafjes en 3 type kegeltjes
Waarin kunnen we de kegeltjes en staafjes verdelen?
- Retina verdeling:
a) K: veel in fovea en neemt af in perifere retina (en gezichtsveld)
b) S: rondom fovea hoog, neemt langzaam af richting periferie (zijn gevoeliger voor licht) - Versterking
a) K: 1 kegeltje op 1 bipolaire cel
b) S: heel veel staafjes op 1 bipolaire cel –> minder gedetailleerd - Gevoeligheid
a) K: fototopisch dus goed kleur zien, maar minder helderheid (focus op midden waarbij periferie minder goed, alle staafjes zijn al actief)
b) S: scototopisch dus goed zwart-wit licht zien
c) mesopisch: tussenin - Reactie: snelheid en duur
a) K: reageren sneller en zijn sneller weer normaal
b) S: reageren trager en duurt ook langer tot weer normaal
Voorbeeld: TL-lampen knipperen met 60 Hz –> voldoende staafjes om steeds weer actief te houden waardoor waarnemen als constante lichtstroom
Als die lamp in kleur of helderder is: wel zien knipperen
in zon kijken:
- staafjes zeer actief
- duurt lang voordat weer goe kan zien (terug naar normaal)
wat is kenmerkend voor de bipolaire cellen?
2 uiteinden met
- 1 zijde verbonden met 1 of meer fotoreceptoren
- andere zijde met retinale ganglioncel
Bevatten glutamaat R
Licht –> hyperpolarisatie fotoreceptor –> minder glutamaat afgifte
2 type cellen:
1. On-cel = MGluR-receptor:
- Reactie op MINDER glutamaat = depo
- hierdoor uit deze cel MEER glutamaat vrij
= Signal inverting = omdraaien van het signaal
MEER glutamaat –> hyperpolarisatie –> MINDER afgifte glutamaat
- Off-cel = AMPA/Kainete R
- reactie op MINDER glutamaat = hyperpolarisatie
- hierdoor uit deze cel MINDER glutamaat afgifte
= Sign conserving = doorgven van het signaal
MEER glutamaat –> depolarisatie –> meer glutamaat afgifte
Wat is kenmerkend voor de retina ganglioncellen? welke type zijn er?
Zorgen voor output via de n opticus en zijn dus de enige die AP versturen
Zeer lang axon naar de LGN = laterale geniculate nucleus –> een kern in de thalamus
Typen:
1. M-cellen:
- input van staafjes
- naar Magno-cellulaire lagen in de LGN
- P-cellen
- input van kegeltjes
- naar Parvo-cellulaire lagen in de LGN
Wat is het effect in verhouding van de retinale ganglioncellen tot de bipolaire cellen?
- Depolarisatie bipolaire cel
- MEER glutamaat afgifte naar retinale ganglion cel
- MEER AP vanuit ganglion cel - Hyperpolarisatie bipolaire cel
- MINDER glutamaat afgifte naar retinale ganglion cel
- MINDER AP vanuit ganglion cel
Waarom zijn er 2 systemen waarbij de 1 omhoog gaat en de ander omlaag bij zelfde hoeveelheid licht?
maakt het zeer gevoelig
wat doen de horizontale cellen?
maken laterale verbindingen over een groter gebied
VOOR: integratie van informatie
VIA: een graduele respons (GEEN AP!!)
Zorgt voor laterale inhibitie
- Als een/groepje fotoreceptor(en) depolariseren (bvb in het centrum)
- Door horizontale cellen gaan de naastgelegen groepen juist hyperpolariseren –> onderdrukken naast gelegen fotoreceptoren
wat doen de amacriene cellen?
= zonder axon
Functie: reageren op verandering in licht intensiteit –> GEEN AP
dus via een graduele respons
bvb ze worden actief als het licht aan of uit gaat
wat is het receptieve veld?
= deel van visuele veld waar een visuele cel op reageert bij licht of waar een ganglioncel aan verbonden is
DUS: elke cel heeft een receptief veld
Hierbij overlappen de velden door meerdere cellen voor 1 gebied
Zijn cirkelvormig –> retina ganglioncellen
Wat betekent een groter receptief veld?
Lagere spatiele resolutie (meer richting periferie) –> minder goed bepalen waar licht precies vandaan komt
De spatiële resolutie verwijst naar de mate van detail waarmee een afbeelding of meting de ruimte weergeeft. In eenvoudiger bewoordingen, het is de kleinste afstand tussen twee objecten die nog steeds als afzonderlijk kunnen worden onderscheiden.
Een hogere spatiële resolutie betekent dat er meer details zichtbaar zijn in een afbeelding of meting.
