Le cellule fotorecettrici dell’occhio, dove avviene la trasduzione della luce in impulsi nervosi, sono situate nella retina (mostrata nella Figura 1) sulla superficie interna del retro dell’occhio. Ma la luce non colpisce la retina inalterata. Passa attraverso altri strati che la elaborano in modo che possa essere interpretata dalla retina (Figura 1b). La cornea, lo strato anteriore trasparente dell’occhio, e il cristallino, una struttura trasparente convessa dietro la cornea, entrambi rifrangono (piegano) la luce per focalizzare l’immagine sulla retina. L’iride, che è evidente come la parte colorata dell’occhio, è un anello muscolare circolare che si trova tra la lente e la cornea che regola la quantità di luce che entra nell’occhio. In condizioni di alta luce ambientale, l’iride si contrae, riducendo la dimensione della pupilla al suo centro. In condizioni di scarsa luce, l’iride si rilassa e la pupilla si allarga.

Figura 1. (a) L’occhio umano è mostrato in sezione trasversale. (b) Un ingrandimento mostra gli strati della retina.

Figura 2. I bastoncelli e i coni sono fotorecettori nella retina. I bastoncelli rispondono alla luce bassa e possono rilevare solo le sfumature di grigio. I coni rispondono alla luce intensa e sono responsabili della visione a colori. (credito: modifica del lavoro di Piotr Sliwa)

La funzione principale della lente è quella di focalizzare la luce sulla retina e sulla fovea centralis. La lente è dinamica, focalizzando e rifocalizzando la luce mentre l’occhio si appoggia su oggetti vicini e lontani nel campo visivo. Il cristallino è azionato da muscoli che lo allungano o lo fanno ispessire, cambiando la lunghezza focale della luce che lo attraversa per metterla a fuoco sulla retina. Con l’età arriva la perdita della flessibilità del cristallino, e ne deriva una forma di ipermetropia chiamata presbiopia. La presbiopia si verifica perché l’immagine si concentra dietro la retina. La presbiopia è un deficit simile a un altro tipo di presbiopia chiamata ipermetropia, causata da un bulbo oculare troppo corto. Per entrambi i difetti, le immagini in lontananza sono chiare ma le immagini vicine sono sfocate. La miopia (miopia) si verifica quando il bulbo oculare è allungato e il fuoco dell’immagine cade davanti alla retina. In questo caso, le immagini in lontananza sono sfocate ma le immagini vicine sono chiare.

Ci sono due tipi di fotorecettori nella retina: bastoncelli e coni, chiamati così per il loro aspetto generale come illustrato nella figura 2. I bastoncelli sono fortemente fotosensibili e si trovano nei bordi esterni della retina. Rilevano la luce fioca e sono usati principalmente per la visione periferica e notturna. I coni sono debolmente fotosensibili e si trovano vicino al centro della retina. Rispondono alla luce brillante, e il loro ruolo primario è nella visione diurna e a colori.

La fovea è la regione al centro della parte posteriore dell’occhio che è responsabile della visione acuta. La fovea ha un’alta densità di coni. Quando si porta lo sguardo su un oggetto per esaminarlo intensamente in piena luce, gli occhi si orientano in modo che l’immagine dell’oggetto cada sulla fovea. Tuttavia, quando si guarda una stella nel cielo notturno o un altro oggetto in penombra, l’oggetto può essere visto meglio dalla visione periferica perché sono i bastoncelli ai bordi della retina, piuttosto che i coni al centro, ad operare meglio in condizioni di scarsa luminosità. Negli esseri umani, i coni superano di gran lunga i bastoncelli nella fovea.

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