Ojo humano

El ojo humano es el órgano de visión del ser humano  ; le permite capturar la luz , luego analizarla e interactuar con su entorno. El ojo humano puede distinguir formas y colores. La ciencia que estudia el ojo se llama oftalmología .

Uno de los grandes desafíos de la tecnología será fabricar ojos electrónicos , capaces de igualar o incluso superar las capacidades de los ojos del mundo vivo para, por ejemplo, reemplazar el ojo de una persona lesionada.

Anatomía y fisiología del ojo humano.

El ojo humano consta de un globo ocular que comprende:

El globo ocular mide aproximadamente 2,5  cm de diámetro y tiene una masa de 8 gramos. Está formado por 3 sobres, o túnicas, que rodean una sustancia gelatinosa llamada cuerpo vítreo . Las tres túnicas se llaman túnica exterior, túnica media y túnica interior; el cuerpo vítreo es principalmente agua y se utiliza para mantener la forma del ojo.

El ojo primero se adapta a la luz ambiental. El ser humano puede así percibir con una sensibilidad equivalente a pleno sol o bajo la luz de la luna llena, es decir, con una intensidad luminosa 10.000 veces menor. Una primera adaptación proviene de la separación del iris que, en modo nocturno, puede alcanzar una apertura máxima de 7  mm para los jóvenes (máxima que disminuye a 4  mm con la edad).

Túnica exterior

Túnica mediana

Túnica interna

Apéndices del ojo

Hay cuatro apéndices del ojo:

  1. la órbita es una cavidad ósea cubierta por una membrana fibroelástica (la periorbital), que desempeña un papel protector;
  2. los músculos oculomotores se utilizan para el movimiento; en humanos distinguimos:
    • 4 músculos derechos: recto superior, recto inferior, recto interno (o medial) y recto externo (o lateral);
    • 2 músculos oblicuos: oblicuo grande (u oblicuo superior) y oblicuo pequeño (u oblicuo inferior);
  3. el párpado es una membrana que permite un aislamiento más o menos importante de la radiación electromagnética , la extensión de la película de lágrimas y la protección de la córnea;
  4. la glándula lagrimal , ubicada arriba y afuera, secreta el 40% de nuestras lágrimas, el resto es producido por glándulas accesorias.

Receptores de retina

Los receptores en el ojo se utilizan para descomponer la información de la luz en señales eléctricas que se enviarán al nervio óptico . En los humanos, existen:

Cada ojo tiene alrededor de 7 millones de conos y 120 millones de varillas, es capaz de discernir 300.000 colores, más fácilmente en tonos de verde o rojo que en tonos de azul.

La disfunción de uno de los tres tipos de conos conduce al daltonismo , y la disfunción de los tres tipos de conos conduce a la acromatopsia , uno de cuyos síntomas es la ausencia total de visión de los colores.

Color del iris

Se cree que una mutación genética en el gen OCA2 , transportada por el cromosoma 15, es responsable del color azul de los ojos y se remonta a unos 8.000 años. Sería debido a un solo antepasado común y ha perdurado.

OCA2 codifica la proteína P que interviene en la producción de melanina , el pigmento que tiñe el cabello, la piel y los ojos. La mutación no se localiza directamente en OCA2 sino en un gen adyacente que no destruye su actividad pero limita su campo de acción al reducir la producción de melanina en el iris. Cuando el gen está completamente desactivado, el cuerpo no segrega melanina en absoluto: esto es albinismo .

Patologías oculares

Todas las partes del ojo pueden verse afectadas:

Operación óptica

El primer modelado del ojo, denominado "ojo reducido", consiste en considerarlo como una dioptría esférica provista de un diafragma y que permite ser colocado en condiciones de Gauss permitiendo el estigmatismo aproximado. Este modelo ayuda a comprender la formación de imágenes en la retina y el efecto de la curvatura (modificada por el cristalino) para la acomodación .

El segundo modelo, utilizado en actividades experimentales, consiste en sustituir la retina por una pantalla plana (hoja blanca) y el conjunto óptico (córnea / cristalino) por una lente convergente , con una distancia focal de la imagen f '= 16,7  mm cuando el ojo está en reposo.

En algunos dispositivos didácticos, la lente es una lente flexible hecha de una membrana de plástico que puede estar más o menos llena de agua. Así podemos mostrar la acomodación y acercarnos a las nociones de punctum proximum y punctum remotum .

El uso de una lente de vidrio permite modelar el ojo normal ( emétrope , visión clara al infinito sin acomodación) y luego, modificando la distancia pantalla-lente, modelar la miopía (pantalla demasiado lejos) y la hipermetropía (pantalla demasiado cerca). ), con la posibilidad de añadir una lente correctora a los modelos de anteojos .

Aquí hay algunos datos ópticos (promedio) del ojo:

Estructuras Radio de curvatura anterior Radio de curvatura posterior Índice de refracción
Córnea 7,8  milímetros 6,8  milímetros 1.377
Humor acuoso - - 1,337
Cristalino 10  mm 6  mm 1.413
Humor de vidrio - - 1.336

El ojo se puede reducir a un sistema centrado con las siguientes características:

Aspecto evolutivo

La complejidad del órgano ocular ya se ha utilizado para desacreditar el darwinismo al citar la extrema improbabilidad de que todas las mutaciones necesarias se hayan combinado para llegar a un ojo altamente funcional. De hecho, la evolución del ojo se ha realizado mediante sucesivos retoques de cada una de sus partes donde cada etapa se construye sobre la anterior a la vez que constituye una mejora respecto a la situación anterior. Esta sucesión de parches puede explicar en particular ciertas "imperfecciones" en estructuras complejas como el ojo. El concepto de punto ciego es un ejemplo: el órgano sensible a la luz, la retina , se encuentra detrás de las fibras nerviosas que conducen el flujo al cerebro y por lo tanto “esconde” parte de la retina, de ahí el nombre.

Ojo electrónico

Se están estudiando ocho sistemas en dispositivos electrónicos destinados a restaurar la visión deteriorada. Dependen de la parte del ojo que desee reemplazar:

Todos estos sistemas se relacionan con el tema del ojo biónico .

Notas y referencias

Notas

  1. Hay cuatro de ellos en algunos reptiles y aves; estos pueden detectar la luz ultravioleta y sus conos no detectan exactamente los mismos colores.

Referencias

  1. Backhaus, Kliegl & Werner "  Visión del color, perspectivas desde diferentes disciplinas  " (De Gruyter, 1998), p.  115-116 , sección 5.5.
  2. P r  Mollon (Universidad de Cambridge), P r  Jordan (Universidad de Newcastle) "Estudio de mujeres heterocigotas para la dificultad de color" (Vision Research, 1993)
  3. Bernard Value , Color en todo su esplendor , Belin ,2011, 224  p. ( ISBN  978-2-7011-5876-1 y 2-7011-5876-1 )
  4. Eiberg H, Troelsen J, Nielsen M, Mikkelsen A, Mengel-From J, Kjaer KW, Hansen L, El color de ojos azules en humanos puede ser causado por una mutación fundadora perfectamente asociada en un elemento regulador ubicado dentro del gen HERC2 que inhibe la expresión de OCA2 , Hum Genet, 3 de enero de 2008
  5. Simulación de las propiedades del sistema óptico del ojo humano y la profundidad de la variación de campo - Zilong Wang y Shuangjiu Xiao, Revista internacional de aprendizaje automático y computación, vol. 3, No. 5, octubre de 2013
  6. Vincent Bauchau y Kate Lessells, "  La selección natural, un principio necesario y suficiente  ", La Recherche ,Marzo de 1997, p.  7 ( leído en línea Se requiere registro , consultado en (fecha de consulta) )
  7. Jean-Luc Picq, Biología para psicólogos , De Boeck ( leer en línea ).

Ver también

Artículos relacionados

enlaces externos