Retina

Retina
Derecho ojo humano vista en sección transversal. Cortesía NIH Instituto Nacional del Ojo. Muchos animales tienen ojos diferentes desde el ojo humano.
Gray	tema # 225 1014
Arteria	arteria central de la retina
MeSH	Retina
Dorlands / Elsevier	Retina

Retina también puede referirse a la Cámara Kodak Retina y la Manzana Retina Display.

La retina de los vertebrados (pron .: / r ɛ t ɪ n ə / RET -nuh, pl. retinas, pron .: / r ɛ t yo n yo /; de RETE latín, que significa "red") es una capa sensible a la luz del tejido, que recubre la superficie interna del ojo . La óptica del ojo crean una imagen del mundo visual en la retina, que sirve mucho la misma función que la película en una cámara. La luz que incide en la retina inicia una cascada de eventos químicos y eléctricos que en última instancia provocan impulsos nerviosos. Estos son enviados a varios centros visuales del cerebro a través de las fibras de la nervio óptico.

En vertebrados el desarrollo embrionario, la retina y el nervio óptico se originan como excrecencias del desarrollo del cerebro , por lo que la retina se considera parte de la sistema nervioso central (CNS) y es en realidad el tejido cerebral. Es la única parte del SNC que se pueden visualizar no invasiva.

La retina es una estructura en capas con varias capas de neuronas interconectadas por sinapsis . Las únicas neuronas que son directamente sensibles a la luz son las células fotorreceptoras. Estos son principalmente de dos tipos: la varillas y conos. Varillas funcionan principalmente en la luz tenue y proporcionan la visión en blanco y negro, mientras que los conos apoyan la visión diurna y la percepción del color. Un tercer tipo, mucho más raro de los fotorreceptores, la células ganglionares fotosensibles, es importante para respuestas reflejas a plena luz del día.

Las señales nerviosas de los conos y bastones se someten a procesamiento por otras neuronas de la retina. La salida toma la forma de potenciales de acción en las células ganglionares de la retina cuyos axones forman el nervio óptico. Varias características importantes de la percepción visual se puede remontar a la codificación de la retina y el procesamiento de la luz.

Anatomía de retina de los vertebrados

Sección de retina

La retina de los vertebrados tiene diez capas distintas. Desde cercano al más lejano del cuerpo vítreo - es decir, desde el más cercano al exterior frontal de la cabeza hacia el interior y la parte posterior de la cabeza:

1. Limitante interna de la membrana - membrana basal elaborado por Las células de Müller
2. Capa de fibras nerviosas - axones de los núcleos de las células ganglionares (tenga en cuenta que existe una capa delgada de reposapiés de células de Müller entre esta capa y la membrana limitante interna)
3. Capa de células ganglionares - contiene núcleos de las células ganglionares, los axones de los cuales se convierten en las fibras del nervio óptico para los mensajes y algunas células amacrinas desplazadas
4. Capa plexiforme interna - contiene la sinapsis entre los axones de las células bipolares y las dendritas de las células ganglionares y amacrinas.
5. Capa nuclear interna - contiene los núcleos y cuerpos celulares circundantes (perikarya) de la células bipolares.
6. Capa plexiforme externa - proyecciones de conos y bastones que terminan en el esférula de bastones y conos pedículo, respectivamente. Estos hacen sinapsis con las dendritas de las células bipolares. En el región macular, esto se conoce como la capa de fibra de Henle.
7. Capa nuclear externa - cuerpos celulares de los conos y bastones
8. Externa de la membrana limitante - capa que separa las porciones de segmentos interiores de los fotorreceptores de su núcleo de la célula
9. Capa de fotorreceptores - varillas / conos
10. Epitelio pigmentario de la retina - una sola capa de células cúbicas (con extrusiones no se muestra en el diagrama)

Estos se pueden simplificar en 4 etapas principales de procesamiento: photoreception, la transmisión a células bipolares, la transmisión a las células ganglionares que también contienen fotorreceptores, las las células ganglionares fotosensibles, y la transmisión a lo largo del nervio óptico. En cada etapa sináptica también están conectando lateralmente horizontal y células amacrinas.

El nervio óptico es un tracto central de muchos axones de las células ganglionares de conexión principalmente a la cuerpo geniculado lateral, una estación de relé visual en el diencéfalo (la parte posterior del cerebro anterior). También proyecta a la colículo superior, la núcleo supraquiasmático, y la núcleo del tracto óptico. Pasa a través de las otras capas que crean el Disco óptico en primates.

Estructuras adicionales, que no están directamente asociados con la visión, se encuentran como excrecencias de la retina en algunos grupos de vertebrados. En las aves , la pecten es una estructura vascular de forma compleja que se proyecta desde la retina dentro del humor vítreo; que suministra oxígeno y nutrientes a los ojos, y también puede ayudar en la visión. Los reptiles tienen una estructura similar, pero mucho más simple,.

Un mnemotécnico para recordar las capas de la retina:

Estructura física de retina humana

En los seres humanos adultos, la totalidad de la retina es de aproximadamente 72% de una esfera sobre 22 mm de diámetro. Toda la retina contiene cerca de 7 millones de conos y 75-150000000 barras. La disco óptico, una parte de la retina a veces llamado "el punto ciego" porque carece de fotorreceptores, se encuentra en la papila óptica, una zona nasal donde las fibras del nervio óptico salga del ojo. Aparece como una zona blanca ovalada de 3mm². Temporal (en la dirección de los templos) de este disco es el mácula. En su centro se encuentra la fóvea, un pozo que es responsable de nuestra visión central aguda, pero en realidad es menos sensible a la luz debido a su falta de varillas. Humano y no humano primates poseen una fóvea en oposición a ciertas especies de aves como halcones que en realidad son bifoviate y los perros y gatos que no poseen fóvea pero una banda central conocida como raya visual. Alrededor de la fóvea extiende la retina central durante aproximadamente 6 mm y luego la retina periférica. El borde de la retina se define por la ora serrata. La longitud de una ora a la otra (o mácula), la zona más sensible a lo largo de la horizontal meridiano es de unos 32 mm.

Varillas, conos y capas nerviosas en la retina. La parte frontal (anterior) del ojo es a la izquierda. Luz (desde la izquierda) pasa a través de varias capas nerviosas transparentes para llegar a los conos y bastones (a la derecha). Un cambio químico en los conos y bastones enviar una señal a los nervios. La señal va primero en las células bipolares y horizontales (capa amarilla), y luego a las células amacrinas y células ganglionares (capa púrpura), y luego a las fibras del nervio óptico. Las señales se procesan en estas capas. En primer lugar, las señales comienzan como salidas primas de puntos en las células conos y bastones. Entonces las capas nerviosas identificar formas simples, tales como puntos brillantes rodeados de puntos oscuros, aristas y movimiento. (Basado en un dibujo de Ramón y Cajal.)

En la sección de la retina no haya más de 0,5 mm de espesor. Tiene tres capas de las células nerviosas y dos de sinapsis, incluyendo el único sinapsis cinta. El nervio óptico lleva la células ganglionares axones en el cerebro y los vasos sanguíneos que se abren en la retina. Las células ganglionares se encuentran más al interior de la retina mientras que las células fotorreceptoras se encuentran más externa. Debido a esta disposición contrario a la intuición, la luz debe pasar primero a través y alrededor de las células ganglionares y a través del espesor de la retina, (incluyendo sus vasos capilares, que no se muestra) antes de llegar a los conos y bastones. Sin embargo, no pasa a través de la epitelio o la coroides (ambos de los cuales son opacas).

La células blancas de la sangre en el capilares en frente de los fotorreceptores pueden ser percibidas como pequeños puntos brillantes en movimiento cuando se mira en la luz azul. Esto se conoce como la campo azul fenómeno entóptico (o fenómeno de Scheerer).

Entre la capa de células ganglionares y los conos y bastones hay dos capas de neuropils donde se hacen los contactos sinápticos. Las capas son el neuropilo capa plexiforme externa y la capa plexiforme interna. En el exterior de los bastones y los conos se conectan a las células bipolares que funcionan verticalmente, y las células horizontales orientados horizontalmente se conectan a las células ganglionares.

La retina central está dominada por el cono y la retina periférica es barra dominadas. En total hay cerca de siete millones de conos y cien millones de bastones. En el centro de la mácula es la fosa foveal donde los conos son más pequeños y en un mosaico hexagonal, el más eficiente y más alta densidad. Por debajo de la fosa las otras capas de la retina se desplazan, antes de construir a lo largo de la pendiente foveal hasta que el borde de la fóvea o parafovea que es la parte más gruesa de la retina. La mácula tiene una pigmentación amarilla de pigmentos de detección y es conocida como la mácula lútea. La zona que rodea la fóvea tiene la mayor densidad de barras que convergen en bipolares individuales. Desde los conos tienen mucha menor potencia de la fusión de las señales, la fóvea permite la visión más aguda que el ojo puede alcanzar.

Aunque la varilla y los conos son un mosaico de las clases, la transmisión de los receptores a bipolares para células ganglionares no es directa. Puesto que hay unos 150 millones de receptores y sólo 1 millón de fibras del nervio óptico, debe haber convergencia y mezclando así de señales. Por otra parte, la acción horizontal de las células horizontales y amacrinas puede permitir que una zona de la retina para controlar otro (por ejemplo, un estímulo inhibición de otro). Esta inhibición es clave para la suma de los mensajes enviados a las regiones superiores del cerebro. En algunos vertebrados inferiores, (por ejemplo, la paloma ) hay un control "centrífuga" de los mensajes - es decir, una capa puede controlar a otra, o regiones superiores del cerebro puede conducir a las células nerviosas de la retina, pero en primates esto no ocurre.

Vertebrados y cefalópodos diferencias retina

La retina de los vertebrados se invierte en el sentido de que las células de detección de luz sentarse en el lado posterior de la retina, por lo que la luz tiene que pasar a través de capas de neuronas y capilares antes de que alcance los bastones y conos. Por el contrario, la retina cefalópodo tiene los fotorreceptores en el lado frontal de la retina, con el procesamiento de las neuronas y capilares detrás de ellos. Debido a esto, cefalópodos no tienen una punto ciego.

La retina de cefalópodos no se origina como una consecuencia del cerebro, como el vertebrado hace. Se puede argumentar que esta diferencia demuestra que vertebrados y cefalópodos ojos no son homóloga pero que han evolucionado por separado.

En 2009 Kröger mostró anatómicamente en El pez cebra que aunque la disposición invertida es no adaptativa en que crea la dispersión evitable de la luz (y por lo tanto la pérdida de la luz y la borrosidad de la imagen), que tiene ventajas de ahorro de espacio para pequeños animales de ojos en las que hay un cuerpo vítreo mínima, como el espacio entre la lente y los segmentos externos sensibles a la luz los fotorreceptores 'está completamente llena de células de la retina.

La diferencia entre los vertebrados y retinas cefalópodo presenta un interesante rompecabezas del camino evolutivo que no está todavía completamente resuelto. Desde una perspectiva evolutiva, una estructura complicada tal como la retina invertida generalmente puede producirse como consecuencia de dos procesos alternativos; (A) una ventajosa "buena" solución de compromiso entre la competencia limitaciones funcionales, o (b) como una reliquia de mala adaptación histórica de la ruta enrevesada de la evolución de órganos y la transformación. Vision es una adaptación importante en los vertebrados superiores. Por lo tanto, si la retina está hecho "cableada erróneamente" o "mal diseñada" (desde el punto de vista de la ingeniería óptica), entonces es sensato buscar para que posiblemente tenga alguna ventaja fisiológica muy significativo. Uno de tales sugerencia se basa en el argumento de que el proceso de amplificación de los fotorreceptores de mamífero requiere grandes cantidades de energía metabólica, y, por consiguiente, se requiere suministro masiva y homogénea de la sangre. De hecho, una red única de los vasos sanguíneos está bien adaptado para proporcionar la capa de fotorreceptores con cantidades copiosas de sangre. Esto muestra que la retina invertida es una adaptación para entregar abundantes cantidades de oxígeno a la retina en consonancia con sus altas demandas de energía y con un buen mantenimiento por el epitelio pigmentario de la retina (RPE) células contra el daño foto-oxidativa, que, mientras que en la cara de que se ve agravada por la sangre rica en oxígeno en la coroides, ninguno de los de menos eliminado por el proceso de reciclaje del disco opsina permite. Este último efecto permite que las células fotorreceptoras de tener una larga (décadas) es decir, la vida útil. Los cefalópodos tienen una retina no invertida que es comparable en poder de resolución a los ojos de muchos vertebrados, sin embargo, los fotorreceptores no se mantuvo, y esto obliga a todos los invertebrados que, o tener una vida corta (de unos años) en un entorno fotópica o pasar la mayor parte de su vida en la oscuridad. Una tercera posibilidad, de tener tallo-ojos fácilmente reemplazables (algunas langostas) o retinas (algunas arañas, como Deinopis) es raro.

Fisiología

Una imagen es producida por la excitación con dibujos de los conos y bastones de la retina. La excitación se procesa por el sistema neuronal y diversas partes del cerebro que trabajan en paralelo para formar una representación del entorno externo en el cerebro.

Los conos responden a la luz brillante y median la visión en color de alta resolución durante la iluminación diurna (también llamados visión fotópica). Las varillas están saturados en los niveles de luz del día y no contribuyen a la visión patrón. Sin embargo, varillas responden a la luz tenue y mediar de resolución más baja, la visión monocromática bajo niveles muy bajos de iluminación (llamados visión escotópica). La iluminación en la mayoría de entornos de oficina cae entre estos dos niveles y se llama visión mesópica. A estos niveles de luz, tanto los conos y bastones están contribuyendo activamente información de patrón para que salir del ojo. ¿Qué contribución la información varilla hace a la visión patrón en estas circunstancias no es claro.

La respuesta de los conos a diferentes longitudes de onda de la luz se llama su sensibilidad espectral. En la visión humana normal, la sensibilidad espectral de un cono cae en uno de los tres subgrupos. Estos son a menudo llamados azul, verde y conos rojos, pero con mayor precisión son a corto, mediano y largo longitud de onda subgrupos de cono sensible. Es una falta de uno o más de los subtipos de cono que hace que las personas con deficiencias en la visión del color o varios tipos de daltonismo . Estos individuos no son ciegos a los objetos de un color particular, pero la experiencia de la incapacidad de distinguir entre dos grupos de colores que se pueden distinguir por personas con visión normal. Los seres humanos tienen tres tipos de conos ( visión tricromática), mientras que la mayoría de los otros mamíferos carecen de conos con pigmento rojo sensible y por lo tanto tienen más pobre (visión dicromático color). Sin embargo, algunos animales tienen cuatro subgrupos espectrales, por ejemplo, la trucha añade un subgrupo ultravioleta a corto, mediano y largo plazo subgrupos que son similares a los humanos. Algunos peces son sensibles a la polarización de la luz también.

Cuando la luz incide sobre un receptor envía una respuesta proporcional a sinápticamente células bipolares que a su vez señalan las células ganglionares de la retina. Los receptores son también 'reticulado' por células horizontales y células amacrinas, que modifican la señal sináptica antes de que las células ganglionares. Señales de conos y bastones se mezclan y combinan, aunque varillas son activos sobre todo en condiciones de muy poca luz y saturar a plena luz del día, mientras que los conos funcionan en la iluminación más brillante, porque no son lo suficientemente sensibles como para trabajar en niveles muy bajos de luz.

A pesar del hecho de que todos son células nerviosas, sólo las células ganglionares de la retina y pocas células amacrinas crear potenciales de acción. En los fotorreceptores, la exposición a la luz hiperpolariza la membrana en una serie de cambios graduales. El segmento exterior de la célula contiene una fotopigmento. Dentro de la célula de los niveles normales de monofosfato de guanosina cíclico (GMPc) mantener el canal de Na + abierto y por lo tanto en el estado de reposo se despolarizado la célula. El fotón hace que el retinal unido a la proteína receptor de isomerizar a trans-retinal. Esto hace que el receptor para activar múltiples Proteínas G. Esto a su vez hace que el Ga-subunidad de la proteína para activar una fosfodiesterasa (PDE6), que degrada cGMP, lo que resulta en el cierre de Na + canales cíclicos nucleótidos cerrada iones (GCN). Así, la célula está hiperpolarizado. La cantidad de neurotransmisor liberado se reduce a la luz brillante y aumenta a medida que el nivel de luz. El fotopigmento real se blanquea lejos en la luz brillante y sólo reemplazado como un proceso químico, por lo que en una transición de la luz brillante a la oscuridad el ojo puede tomar hasta treinta minutos para llegar a la sensibilidad máxima (ver Adaptación (ojo)).

En las células ganglionares de la retina hay dos tipos de respuesta, dependiendo de la campo receptivo de la célula. Los campos receptivos de las células ganglionares de la retina comprender un área aproximadamente circular central, donde la luz tiene un efecto sobre el disparo de la célula, y una envolvente anular, donde la luz tiene el efecto opuesto en el disparo de la célula. En las células ON, un incremento en la intensidad de la luz en el centro del campo receptivo hace que la tasa de disparo para aumentar. En las células OFF, se hace disminuir. En un modelo lineal, este perfil de respuesta está bien descrita por una Diferencia de gaussianas y es la base para algoritmos de detección de bordes. Más allá de esta simple diferencia las células ganglionares también se diferencian por la sensibilidad cromática y el tipo de sumación espacial. Células que muestran sumación espacial lineal se denominan células X (también llamado parvocellular, P, o células ganglionares enano), y aquellos que muestran la suma no lineal son células Y (también llamado magnocelular, M, o sombrilla células ganglionares de la retina), aunque la correspondencia entre X e Y (células en la retina de gato) y células P y M (en la retina de los primates) no es tan simple como lo parecía.

En la transferencia de señales visuales al cerebro, la vía visual, la retina se divide verticalmente en dos, una temporal (más cerca del templo) y un medio nasal (más cerca de la nariz) medio. Los axones de la mitad nasal cruzan el cerebro en el quiasma óptico para unirse con los axones de la mitad temporal del otro ojo antes de pasar al cuerpo geniculado lateral.

Aunque hay más de 130 millones de receptores de la retina, sólo hay aproximadamente 1,2 millones de fibras (axones) en el nervio óptico; una gran cantidad de pre-procesamiento se realiza dentro de la retina. La fóvea produce la información más precisa. A pesar de ocupar aproximadamente el 0,01% del campo visual (menos de 2 ° de ángulo visual), aproximadamente el 10% de los axones en el nervio óptico se dedican a la fóvea. El límite de resolución de la fóvea se ha determinado en alrededor de 10.000 puntos. La capacidad de información se estima en 500.000 bits por segundo (para más información sobre los bits, consulte teoría de la información) sin color o alrededor de 600.000 bits por segundo incluyendo el color.

Espacial codificación

On-centros y fuera de los centros de la retina

La retina no se limita a enviar una imagen al cerebro. La retina codifica espacialmente (comprime) la imagen para adaptarse a la capacidad limitada del nervio óptico. La compresión es necesaria porque hay 100 veces más células fotorreceptoras que las células ganglionares como se mencionó anteriormente. La retina hace por "Decorrelating" las imágenes entrantes en una manera que se describirá a continuación. Estas operaciones se llevan a cabo por las estructuras circundantes como centro ejecutado por las células bipolares y ganglionares.

Hay dos tipos de estructuras circundantes del centro en los centros off-retina-en-centros y. En los centros tienen un centro positivamente ponderado y una envolvente ponderada negativamente. Off-centros son todo lo contrario. Ponderación positiva se conoce más comúnmente como excitador y ponderación negativa es más comúnmente conocido como inhibidor .

Estas estructuras circundantes centro no son físicos en el sentido de que uno no puede verlos por tinción de muestras de tejido y el examen de la anatomía de la retina. Las estructuras circundantes centro son lógicas (es decir, matemáticamente abstracto) en el sentido de que dependen de las fuerzas de las conexiones entre las células ganglionares y bipolares. Se cree que las fuerzas de conexión entre las células es causada por el número y tipos de canales iónicos incrustados en el sinapsis entre el ganglio y las células bipolares. Ver Campo receptivo para las figuras y más información sobre estructuras circundantes del centro.

Las estructuras de sonido envolvente centro son matemáticamente equivalente a la algoritmos de detección de bordes utilizados por los programadores de computadoras para extraer o mejorar los bordes de una fotografía digital. Así, la retina realiza operaciones en la imagen para mejorar los bordes de los objetos dentro de su campo visual. Por ejemplo, en una imagen de un perro, un gato y un coche, es de los bordes de estos objetos que contienen la mayoría de la información. Para que las funciones superiores del cerebro (o en un ordenador para el caso) para extraer y clasificar objetos tales como un perro y un gato, la retina es el primer paso para separar los diversos objetos dentro de la escena.

Como ejemplo, la siguiente matriz está en el corazón de la computadora algoritmo que implementa la detección de bordes. Esta matriz es la computadora equivalente a la estructura envolvente central. En este ejemplo, cada caja (elemento) dentro de esta matriz se conecta a uno de los fotorreceptores. El fotorreceptor en el centro es el receptor actual que está siendo procesada. El fotorreceptor centro se multiplica por el factor 1 de peso. Los fotorreceptores circundantes son los "vecinos más cercanos" al centro y se multiplican por el valor -1/8. La suma de todos los nueve de estos elementos se calcula finalmente. Esta suma se repite para todos los fotorreceptores en la imagen desplazando a la izquierda al final de una fila y luego hacia abajo a la línea siguiente.

La suma total de esta matriz es cero si todos los insumos de los nueve fotorreceptores tienen el mismo valor. El resultado cero indica que la imagen fue uniforme (que no cambian) dentro de este pequeño parche. Sumas negativas o positivas significan algo fue variando (cambiar) dentro de este pequeño parche de nueve fotorreceptores.

La matriz anterior es sólo una aproximación a lo que realmente sucede dentro de la retina. Las diferencias son:

1. El ejemplo anterior se llama "equilibrado". El término equilibrada significa que la suma de los pesos negativos es igual a la suma de los pesos positivos de modo que se cancelan perfectamente. Las células ganglionares de la retina casi nunca perfectamente equilibrados.
2. La mesa es cuadrada, mientras que las estructuras circundantes centro de la retina son circulares.
3. Las neuronas operan en espiga trenes viajando por las células nerviosas axones. Computadoras operan en un solo Número de coma flotante que es esencialmente constante de cada entrada pixel. (El píxel ordenador es básicamente el equivalente de un fotorreceptor biológico.)
4. La retina realiza todos estos cálculos en paralelo, mientras que el ordenador funciona en cada píxel de una en una. No hay sumas repetidas y cambiando ya que habría en un ordenador.
5. Por último, la horizontal y células amacrinas juegan un papel importante en este proceso, pero que no está representado aquí.

Aquí está un ejemplo de una imagen de entrada y cómo la detección de bordes sería modificarlo.

Una vez que la imagen está espacialmente codificada por las estructuras de sonido envolvente central, la señal se envía a cabo el nervio óptico (a través de los axones de las células ganglionares) a través de la quiasma óptico hasta el LGN ( núcleo geniculado lateral). La función exacta del LGN se desconoce en este momento. La salida del LGN se envía entonces a la parte posterior del cerebro. Específicamente, la salida del LGN "irradia" fuera a la V1 Corteza visual primaria.

Simplificado de flujo de señal: Los fotorreceptores → → Bipolar ganglio → → Chiasm LGN → V1 corteza

Enfermedades y trastornos

Hay muchas enfermedades o trastornos hereditarios y adquiridos que puedan afectar a la retina. Algunos de ellos incluyen:

• La retinitis pigmentosa es un grupo de enfermedades genéticas que afectan a la retina y causa la pérdida de la visión nocturna y visión periférica.
• La degeneración macular describe un grupo de enfermedades caracterizadas por la pérdida de la visión central debido a la muerte o deterioro de las células en el mácula.
• Distrofia de conos y bastones (CABLE) describe una serie de enfermedades en las que la pérdida de visión es causada por el deterioro de la conos y / o varillas en la retina.
• En la separación de la retina, la retina se desprende de la parte posterior del globo ocular. Ignipuncture es un método obsoleto de tratamiento. El término desprendimiento de retina se usa para describir una separación de la retina neurosensorial de la epitelio pigmentario de la retina. Hay varios métodos de tratamiento modernos para la fijación de una desprendimiento de retina: retinopexia neumática, hebilla escleral, crioterapia, La fotocoagulación con láser y pars plana vitrectomía.
• Tanto la hipertensión y la diabetes mellitus puede causar daño a los pequeños vasos sanguíneos que abastecen a la retina, que conduce a retinopatía hipertensiva y retinopatía diabética.
• El retinoblastoma es un cáncer de la retina.
• Enfermedades de la retina en perros incluyen displasia de retina, atrofia progresiva de retina, y adquirida súbita degeneración de la retina.
• Retinalis lipemia es un aspecto blanco de la retina, y puede ocurrir por la deposición de lípidos en deficiencia de lipoproteína lipasa.
• Retinopatía diabética

Diagnóstico y tratamiento

Un número de diferentes instrumentos están disponibles para el diagnóstico de enfermedades y trastornos que afectan a la retina. La oftalmoscopia y fotografía del fondo se utiliza para examinar la retina. Recientemente, óptica adaptativa se ha utilizado para obtener imágenes de bastones y conos individuales en la retina humana viva y una empresa con sede en Escocia han diseñado una tecnología que permite a los médicos observar la retina completa sin ninguna molestia a los pacientes.

La electrorretinograma se utiliza para medir de forma no invasiva la actividad eléctrica de la retina, que se ve afectada por ciertas enfermedades. Una tecnología relativamente nueva, está convirtiendo ampliamente disponible, se La tomografía de coherencia óptica (OCT). Esta técnica no invasiva permite obtener una Resolución volumétrica o de alta 3D de la sección transversal tomografía de la estructura fina de la retina con calidad histológico.

Octubre exploración de una retina en 800 nm con una resolución axial de 3μm

El tratamiento depende de la naturaleza de la enfermedad o trastorno. El trasplante de retinas se ha intentado, pero sin mucho éxito. En MIT, la Universidad del Sur de California, la Universidad RWTH de Aquisgrán, y la Universidad de Nueva Gales del Sur, una "retina artificial" está en desarrollo: un implante que pasará por alto los fotorreceptores de la retina y estimular directamente las células nerviosas conectadas, con señales de una cámara digital.

Suministro de sangre de la retina

Los vasos sanguíneos de la retina humana normal. Las venas son más oscuras y un poco más ancha que las arterias correspondientes. La disco óptico es a la izquierda, y el mácula lútea está cerca del centro.

Hay dos circulaciones, ambos suministrados por la arteria oftálmica. La circulación uveal consiste en arterias de entrar en el mundo fuera del nervio óptico, éstos proporcionan la úvea y capas externas y media de la retina. La circulación de la retina, por otro lado, proporciona la capa interna de la retina y pasa con el nervio óptico como una rama de la arteria oftálmica llama la arteria central de la retina. La estructura única de la vasos sanguíneos de la retina se ha utilizado durante identificación biométrica.

La geometría topográfica vascular en la retina se sabe que ajustarse a los principios estructurales que están relacionados con ciertas propiedades físicas. El análisis de la estructura geométrica es muy importante como desviaciones de los principios óptimos pueden indicar algunas enfermedades cardiovasculares, como la hipertensión y la aterosclerosis; un análisis global está dado por Patton et al. (2006). La identificación de las bifurcaciones vasculares es uno de los pasos básicos en este análisis. Azzopardi y Petkov (2011) proponen un algoritmo de visión por ordenador que detecta automáticamente estas características de la retina. Sus resultados se evalúan según las datos de terreno la verdad de bifurcaciones vasculares de la retina del fondo de ojo que se obtienen de la Juego deseado.

Investigación

George Wald, Haldan Keffer Hartline y Ragnar Granit ganó el 1967 Premio Nobel de Fisiología o Medicina por sus investigaciones científicas en la retina.

Un reciente Universidad de Pennsylvania estudio calcula la aproximación ancho de banda de retinas humano es 8,75 megabits por segundo, mientras que conejillo de indias retinas transferencia a 875 kilobits.

MacLaren y Pearson y sus colegas University College London y Moorfields Eye Hospital de Londres mostró en 2006 que células fotorreceptoras podrían ser trasplantados con éxito en la retina del ratón si las células del donante se encontraban en una etapa crítica. Recientemente Ader y sus colegas en Dublín mostraron usando el microscopio electrónico que fotorreceptores trasplantados formaron conexiones sinápticas.

En 2012 Sebastián Seung y su laboratorio en MIT han puesto en marcha EyeWire, una línea Juego de ciencia ciudadana, donde los jugadores trazan las neuronas en la retina. Los objetivos del proyecto son EyeWire para identificar tipos celulares específicos dentro de las amplias clases conocidas de células de la retina, y para mapa de las conexiones entre las neuronas en la retina, lo que ayudará a determinar cómo funciona la visión.

La terapia génica de la retina

La terapia génica es prometedora como una avenida potencial para curar una amplia gama de enfermedades de la retina. Esto implica el uso de un virus no infeccioso para servicio de transporte un gen en una parte de la retina. Recombinante virus (rAAV) vectores adeno-asociados poseen un número de características que las hacen ideales para la terapia génica de la retina, incluyendo una falta de patogenicidad, inmunogenicidad mínima, y la capacidad de transducir células postmitóticas de una manera estable y eficiente. vectores de rAAV se utilizan cada vez más para su capacidad de mediar la transducción eficiente de epitelio pigmentario de la retina (EPR), células fotorreceptoras y las células ganglionares de la retina. Cada tipo de célula puede ser dirigido específicamente por la elección de la combinación apropiada de AAV serotipo, promotor y sitio de la inyección intraocular.

Varios ensayos clínicos han reportado resultados positivos utilizando rAAV para tratar Amaurosis Congénita de Leber, que muestra que el tratamiento fue seguro y efectivo No hubo eventos adversos graves y los pacientes en los tres estudios mostraron una mejoría en su función visual, medida por una serie de métodos. Los métodos utilizados varió entre los tres ensayos, pero se incluyeron ambos métodos funcionales como la agudeza visual y la movilidad funcional, así como medidas objetivas que son menos susceptibles al sesgo, como la capacidad del alumno para responder a la luz y las mejoras en la RM funcional. Las mejoras se mantuvieron durante el largo plazo, con pacientes que continuaron a hacer bien después de más de 1,5 años.

La arquitectura única de la retina y su entorno relativamente inmunes privilegiados ayudan a este proceso. Las uniones estrechas que forman la barrera retinal de la sangre separar el espacio subretiniano del suministro de sangre, protegiendo así de microbios y daños más inmune mediada, y la mejora de su potencial para responder a las terapias mediada por vector. La anatomía muy compartimentada del ojo facilita la entrega precisa de suspensiones vector terapéutico a tejidos específicos bajo visualización directa utilizando técnicas de microcirugía. En el entorno protegido de la retina, vectores AAV son capaces de mantener altos niveles de la expresión del transgén en el epitelio pigmentario de la retina (RPE), fotorreceptores, células ganglionares o durante largos períodos de tiempo después de un solo tratamiento. Además, el ojo y el sistema visual se pueden monitorizar de forma rutinaria y fácilmente para la función visual y los cambios estructurales de la retina después de las inyecciones con tecnología avanzada no invasiva, como la agudeza visual, sensibilidad al contraste, fundus auto-fluorescencia (FAF), los umbrales visuales adaptados a la oscuridad, los diámetros vasculares, pupilometría, electrorretinograma (ERG), multifocal ERG y La tomografía de coherencia óptica (OCT).

Esta estrategia es eficaz contra un número de enfermedades de la retina que se han estudiado, incluyendo enfermedades neovasculares que son características de la degeneración macular relacionada con la edad, retinopatía diabética y La retinopatía del prematuro. Dado que la regulación de la vascularización de la retina madura implica un equilibrio entre endógenos positivos factores de crecimiento, tales como factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) e inhibidores de la angiogénesis, como el factor derivado del epitelio pigmentario ( PEDF), la expresión de PEDF rAAV mediada, angiostatina, y el receptor de VEGF soluble sFlt-1, que son todas las proteínas antiangiogénicas, se ha demostrado para reducir la formación de vasos aberrantes en modelos animales. Dado que las terapias génicas específicas no pueden ser fácilmente utilizados para tratar una fracción significativa de pacientes con distrofia de la retina, hay un gran interés en el desarrollo de una terapia más generalmente aplicable factor de supervivencia. Los factores neurotróficos tienen la capacidad de modular el crecimiento neuronal durante el desarrollo para mantener las células existentes y para permitir la recuperación de las poblaciones neuronales dañados en el ojo. AAV que codifica factores neurotróficos tales como el factor de crecimiento de fibroblastos (FGF) miembros de la familia y los fotorreceptores GDNF o bien protegidas de la apoptosis o muerte celular ralentizado.

Imágenes adicionales

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  Las estructuras del ojo etiquetados

• 

  Otra vista del ojo y las estructuras del ojo etiquetados