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Retina

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Retina
Olho humano transversal vista grayscale.png
Direito olho humano vista em corte transversal. Cortesia NIH National Eye Institute. Muitos animais têm olhos diferentes do olho humano.
Gray assunto # 225 1014
Artéria artéria central da retina
MeSH Retina
Dorlands / Elsevier Retina
Retina também pode se referir ao Câmera Kodak Retina e Apple Tela Retina.

A retina dos vertebrados (pron .: / r ɛ t ɪ n ə / RET -nuh, pl. retinae, pron .: / r ɛ t Eu n Eu /; de rete Latina, que significa "líquido") é uma camada sensível à luz do tecido, que reveste a superfície interior do olho . As ópticas do olho criar uma imagem do mundo visual na retina, que serve a mesma função que o filme em uma câmara. Luz que atinge a retina inicia uma cascata de eventos químicas e eléctricas que em última análise provocam impulsos nervosos. Estes são enviados para vários centros visuais do cérebro através das fibras do nervo óptico.

Em vertebrados o desenvolvimento embrionário, a retina e nervo óptico originam como excrescências do desenvolvimento do cérebro , de modo a retina é considerado parte do sistema nervoso central (SNC) e é, na verdade, o tecido cerebral. É a única parte do sistema nervoso central que pode ser visualizado de forma não invasiva.

A retina é uma estrutura em camadas com várias camadas de neurônios interligados por sinapses . Os únicos neurônios que são diretamente sensíveis à luz são as células fotorreceptoras. Trata-se essencialmente de dois tipos: o varetas e cones. Rods funcionar principalmente em luz fraca e fornecer a visão em preto-e-branco, enquanto cones apoio visão diurna e da percepção da cor. Um terceiro tipo, muito mais raro de fotorreceptores, a células ganglionares fotossensível, é importante para respostas reflexas a luz do dia.

Os sinais neurais de cones e bastonetes objecto de um tratamento por outros neurônios da retina. A saída tem a forma de potenciais de acção em as células ganglionares da retina cuja axônios formam o nervo óptico. Vários recursos importantes do percepção visual podem ser rastreados para a codificação da retina e transformação da luz.

Anatomia da retina de vertebrados

Seção de retina

A retina dos vertebrados possui dez camadas distintas. De mais próximo para o mais distante a partir do corpo vítreo - isto é, mais próximo da frente para o exterior da cabeça para o interior e de trás da cabeça:

  1. Membrana limitante interna - membrana basal elaborado por Células de Müller
  2. Camada de fibras nervosas - axónios dos núcleos das células ganglionares (note que uma fina camada de células footplates Müller existe entre esta camada e a membrana limitante interna)
  3. Camada de células ganglionares - contém núcleos de células ganglionares, cujos axônios tornar as fibras do nervo óptico para mensagens e algumas células amácrinas deslocadas
  4. Camada plexiforme interna - contém a sinapse entre os axónios de células bipolares e os dendritos das células ganglionares e amacrine.
  5. Camada nuclear interna - contém os núcleos e corpos celulares circundantes (perikarya) do células bipolares.
  6. Camada plexiforme externa - projeções de cones e bastonetes que terminam no spherule haste e cone pedículo, respectivamente. Estes fazem sinapses com dendritos das células bipolares. No região macular, isto é conhecido como a camada de fibra de Henle.
  7. Camada nuclear exterior - corpos celulares dos cones e bastonetes
  8. Externo membrana limitante - camada que separa as partes segmentares interiores dos fotorreceptores do seu núcleo celular
  9. Camada de fotorreceptores - tirantes / cones
  10. Epitélio pigmentar da retina - camada única de células cúbicas (com extrusões não mostrado no diagrama)

Estes podem ser simplificadas em quatro principais estágios de processamento: fotorrecepção, transmissão de células bipolares, células do gânglio da transmissão para que também contêm fotorreceptores, os células ganglionares fotossensíveis, e a transmissão ao longo do nervo óptico. Em cada etapa sináptica também está se conectando lateralmente e horizontal amacrine células.

O nervo óptico é um tracto central de muitas axónios de células do gânglio ligar primeiramente ao corpo geniculado lateral, uma estação de retransmissão visual no diencéfalo (parte de trás do cérebro anterior). Ele também projeta para a colículo superior, o núcleo supraquiasmático, eo núcleo do trato óptico. Ele passa através das outras camadas, criando o Disco óptico em primatas.

Estruturas adicionais, não diretamente associados à visão, são encontrados como conseqüências da retina em alguns grupos de vertebrados. Em aves , o pecten é uma estrutura vascular de forma complexa que se projecta a partir da retina para o humor vítreo; que fornece oxigénio e nutrientes para os olhos, e pode também ajudar na visão. répteis têm uma estrutura semelhante, mas muito mais simples,.

Um mnemônico para lembrar as camadas da retina:

M y Células de Müller
N erves As fibras nervosas
G et Gânglios
Eu n Plexiforme interna
K n ots Nuclear interna
O utside Plexiforme externa
O ur Nuclear externa
E asy Membrana limitante externa
P R?TICAS Fotorreceptores
R eview Epitélio pigmentar da retina

A estrutura física da retina humana

Em seres humanos adultos, a retina inteira é de aproximadamente 72% de uma esfera de aproximadamente 22 mm de diâmetro. Toda a retina contém cerca de 7 milhões de cones e 75-150000000 varas. O disco óptico, uma parte da retina, por vezes, chamado "ângulo morto", porque carece fotorreceptores, está localizado na papila óptica, uma zona nasal onde as fibras de nervo óptico sair do olho. Ele aparece como uma área branca oval de 3mm². Temporal (na direcção dos templos) para este disco é a mácula. No seu centro está a fóvea, uma cova, que é responsável pela nossa visão central nítida, mas na verdade é menos sensível à luz por causa de sua falta de hastes. Humana e não-humana primatas possuem uma fóvea em oposição a determinadas espécies de aves, como falcões, que na verdade são bifoviate e cães e gatos que não possuem fóvea mas uma banda central conhecida como a raia visual. Em torno da fóvea estende da retina central para cerca de 6 mm e, em seguida, a retina periférica. A borda da retina é definida pela ora serrata. O comprimento de um do ora para o outro (ou macula), a área mais sensível ao longo da horizontal meridiano é cerca de 32 mm.

Varetas, cones e camadas nervosas na retina. A parte dianteira (anterior) do olho está à esquerda. Light (da esquerda) passa através de várias camadas nervosas transparentes para alcançar os cones e bastonetes (extrema direita). A mudança química nas hastes e cones enviar um sinal de volta para os nervos. O sinal vai em primeiro lugar para as células bipolares e horizontais (camada amarelo), então as células e as células ganglionares amacrine camada (roxo), em seguida, para as fibras do nervo óptico. Os sinais são processados nestas camadas. Em primeiro lugar, os sinais de iniciar as saídas como matérias de pontos nos bastonetes e cones. Em seguida, as camadas do nervo identificar formas simples, como pontos brilhantes cercadas por pontos escuros, arestas e movimento. (Com base em um desenho por Ramón y Cajal.)

Na seção da retina não é mais do que 0,5 mm de espessura. Ela tem três camadas de células nervosas e de dois sinapses, incluindo a única sinapses fita. O nervo óptico leva a células ganglionares axônios para o cérebro e os vasos sanguíneos que se abrem para a retina. As células ganglionares mentira intimidades na retina, enquanto as células fotorreceptoras mentir ultraperiférica. Devido a esta disposição de contra-intuitiva, luz deve primeiro passar através e ao redor das células ganglionares e através da espessura da retina, (incluindo os seus vasos capilares, não mostrado) antes de atingir os bastonetes e cones. No entanto, não passe através da ou o epitélio coróide (ambos os quais são opacas).

O células brancas do sangue no capilares na frente dos fotorreceptores pode ser percebido como minúsculos pontos luminosos em movimento quando se olha para a luz azul. Isto é conhecido como o campo azul fenômeno entóptico (ou fenômeno de Scheerer).

Entre a camada de células ganglionares e os bastonetes e cones, existem duas camadas de neuropils onde contatos sinápticos são feitas. As camadas são o neuropil e a camada plexiforme externa camada plexiforme interna. No exterior as hastes e cones ligar para as células bipolares verticalmente em execução, e as células horizontais orientadas horizontalmente ligar a células ganglionares.

A retina central é cone dominado ea retina periférica é dominada-rod. No total, há cerca de sete milhões de cones e cem milhões de bastonetes. No centro da mácula é a fóvea poço, onde os cones são menores e num mosaico hexagonal, os mais eficientes e maior densidade. Abaixo do poço as outras camadas da retina são deslocadas, antes de construir-se ao longo da encosta foveal até que a borda da fóvea ou parafovea que é a parte mais espessa da retina. A mácula tem uma pigmentação amarela de pigmentos de triagem e é conhecida como a mácula lútea. A área que cerca diretamente a fóvea tem a maior densidade de hastes convergentes em bipolares individuais. Uma vez que os cones têm um poder muito menor de fundir sinais, a fóvea permite a visão mais nítida do olho pode alcançar.

Embora a haste e cones são um mosaico de tipos, transmissão de receptores para bipolares para células ganglionares não é direta. Desde há cerca de 150 milhões de receptores e apenas 1 milhão de fibras do nervo óptico, deve haver convergência e a mistura, assim, de sinais. Além disso, a acção horizontal das células horizontais e amácrinas pode permitir que uma área da retina para controlar o outro (por exemplo, um estímulo inibir outro). Esta inibição é a chave para a soma das mensagens enviadas para as regiões superiores do cérebro. Em alguns vertebrados inferiores (por exemplo, o pombo ) há um controlo de "centrifugação" de mensagens - isto é, uma camada pode controlar o outro, ou regiões superiores do cérebro podem conduzir as células nervosas retinais, em primatas, mas isso não ocorre.

Vertebrados e cefalópodes diferenças retina

A retina dos vertebrados é invertido no sentido de que as células de detecção de luz sentar-se no lado de trás da retina, de modo que a luz tem de passar através das camadas de neurónios e capilares antes de atingir os bastonetes e cones. Em contraste, o cefalópodes retina tem os fotorreceptores na parte lateral da frente da retina, com o processamento de neurónios e os capilares por trás deles. Devido a isso, cefalópodes não tem um ponto cego.

A retina cefalópodes não se origina como uma conseqüência do cérebro, como a um vertebrado faz. Pode-se argumentar que esta diferença mostra que vertebrados e cefalópodes olhos não são homóloga mas evoluíram separadamente.

Em 2009 Kröger mostrou anatomicamente em Zebrafish que, embora o arranjo invertido é não adaptativa, pois cria dispersão evitável de luz (e, portanto, perda de luz e de desfocagem da imagem), tem vantagens de economia de espaço para os animais pequeno de olhos em que há um corpo vítreo mínima, como o espaço entre a lente e os segmentos exteriores sensíveis à luz dos fotorreceptores está completamente preenchido com células da retina.

A diferença entre vertebrados e cefalópodes retinas apresenta um interessante enigma do caminho evolutivo que ainda não está totalmente resolvido. De uma perspectiva evolucionária, uma estrutura complicada como a retina invertida geralmente podem surgir como consequência de dois processos alternativos; (A) uma "boa" compromisso vantajosa entre concorrentes limitações funcionais, ou (B) como uma relíquia histórica maladaptive do caminho complicado da evolução do órgão e transformação. A visão é uma adaptação importante em vertebrados mais elevados. Portanto, se a retina está de fato "wired errada" ou "mal concebida" (do ponto de vista de engenharia óptica), então é sensato olhar para ele, eventualmente, ter alguma vantagem fisiológica muito significativo. Uma tal sugestão é baseada no argumento de que o processo de amplificação de fotorreceptores mamíferos requer grandes quantidades de energia metabólica e, conseqüentemente, exige fornecimento maciço e homogêneo de sangue. Com efeito, uma única rede de vasos sanguíneos é bem adaptada para proporcionar a camada de fotorreceptores com quantidades copiosas de sangue. Isso mostra que a retina invertida é uma adaptação para entregar grandes quantidades de oxigênio para o retina consentâneo com as suas altas demandas energéticas e com boa manutenção por parte do epitélio pigmentado da retina (RPE) células contra danos foto-oxidativo, que, enquanto na face da é agravada pelo sangue rico em oxigênio na coróide, é nada-a-menos eliminado pelo processo de reciclagem disco opsina permite. Este último efeito permite que as células fotorreceptoras ter um longo (isto é, décadas) vida útil. Os cefalópodes têm uma retina não invertida que é comparável em poder de resolução para os olhos de muitos animais vertebrados, no entanto, os fotorreceptores estão não seja mantido, e isto faz com que todos os invertebrados que quer ter uma vida curta (de alguns anos) em um ambiente fotópico ou passam a maior parte de suas vidas na escuridão. Uma terceira possibilidade, de ter facilmente substituídos talo-olhos (algumas lagostas) ou retinae (algumas aranhas, como Deinopis) é rara.

Fisiologia

Uma imagem é produzida pela excitação padronizada dos cones e bastonetes na retina. A excitação é processado pelo sistema neuronal e várias partes do cérebro trabalhando em paralelo para formar uma representação do ambiente externo no cérebro.

Os cones respondem à luz brilhante e mediar de alta resolução de visão de cores durante a iluminação a luz do dia (também chamado visão fotópica). As hastes são saturados em níveis de luz do dia e não contribuem para a visão padrão. No entanto, as hastes não respondem à luz fraca e mediar de baixa resolução, visão monocromática sob níveis muito baixos de iluminação (chamado visão escotópica). A iluminação na maior parte dos escritórios cai entre esses dois níveis e é chamado visão mesópica. A estes níveis de luz, tanto os cones e bastonetes estão contribuindo ativamente informações padrão para que sai do olho. Qual a contribuição da informação haste faz a visão padrão, nestas circunstâncias, não é clara.

A resposta dos cones para vários comprimentos de onda de luz é chamada a sua sensibilidade espectral. Na visão humana normal, a sensibilidade espectral de um cone cai em uma das três subgrupos. Estes são freqüentemente chamados de azul, verde e cones vermelhos, mas com mais precisão são de curto, médio e longo comprimento de onda subgrupos de cone sensível. É a falta de um ou mais dos subtipos de cone que faz com que os indivíduos têm deficiências na visão de cores ou vários tipos de cor cegueira . Essas pessoas não são cegas a objetos de uma determinada cor, mas experimentar a incapacidade de distinguir entre dois grupos de cores que podem ser distinguidos por pessoas com visão normal. Os seres humanos têm três tipos diferentes de cones ( visão tricromática), enquanto a maioria dos outros mamíferos falta cones com pigmentos sensíveis vermelha e, portanto, têm mais pobre (visão dichromatic) cor. No entanto, alguns animais têm quatro subgrupos espectrais, por exemplo, a truta adiciona um subgrupo ultravioleta de curto, médio e longo subgrupos que são semelhantes aos seres humanos. Alguns dos peixes é sensível à polarização da luz bem.

Quando a luz incide sobre um receptor envia uma resposta proporcional sinapticamente para células bipolares, que por sua vez, sinalizam as células ganglionares da retina. Os receptores também são 'cross-linked' pela e células horizontais células amacrine, que modificam o sinal sináptica antes das células ganglionares. Sinais de bastonetes e cones são misturados e combinar, embora hastes são mais ativos em condições muito mal iluminadas e saturar em plena luz do dia, enquanto cones funcionam em uma iluminação mais brilhante, porque eles não são sensíveis o suficiente para trabalhar em níveis muito baixos de luz.

Apesar do fato de que todos são células nervosas, apenas as células ganglionares da retina e poucas células amácrinas criar potenciais de ação. Nos fotorreceptores, a exposição à luz hiperpolariza a membrana numa série de mudanças graduais. O segmento de célula exterior contém um fotopigmento. Dentro da célula dos níveis normais de monofosfato de guanosina cíclico (cGMP) manter o canal de Na + e, portanto, aberto no estado de repouso, a célula é despolarizado. O fotões faz com que a retina ligado à proteína do receptor de isomerizar para trans-retinal. Isto faz com que o receptor para activar múltiplos G-proteínas. Isto por sua vez faz com que o Ga-subunidade da proteína a activar uma fosfodiesterase (PDE6), que se degrada de cGMP, resultando no fecho de Na + canais cíclicos fechado de nucleotídeo íon (CNGs). Assim, a célula é hyperpolarised. A quantidade de neurotransmissor liberado é reduzido na luz brilhante e aumenta à medida que os níveis de luz cair. O fotopigmento real é branqueada longe na luz brilhante e apenas substituído como um processo químico, portanto, em uma transição de luz brilhante para a escuridão do olho pode levar até 30 minutos para chegar a sensibilidade total (ver Adaptação (olho)).

Nas células ganglionares da retina, existem dois tipos de resposta, dependendo do campo receptivo da célula. Os campos receptivos de células ganglionares da retina consistem numa área circular aproximadamente central, onde a luz tem um efeito sobre o disparo da célula, e um rebordo anelar, onde a luz tem o efeito oposto sobre o disparo da célula. Em células NO, um aumento na intensidade da luz no centro do campo receptivo faz com que a taxa de disparo de aumentar. Em células OFF, torna-se diminuir. Em um modelo linear, este perfil de resposta é bem descrita por um Diferença de gaussianas e é a base para algoritmos de detecção de borda. Para além desta diferença simples células ganglionares também são diferenciados pela sensibilidade cromática e do tipo de soma espacial. As células que apresentam soma espacial linear são denominadas células X (também chamado parvocelular, P, ou células ganglionares anão), e aqueles que mostra somatório não-linear são células Y (também chamado magnocelular, M, guarda-sol ou da retina células ganglionares), embora a correspondência entre X e Y (células na retina gato) e células P e M (na retina de primatas) não é tão simples quanto parecia uma vez.

Na transmissão de sinais visuais para o cérebro, o via visual, a retina é dividida verticalmente em dois, um temporal (perto do templo) e uma metade nasal (mais perto do nariz) metade. Os axónios das bordas nasal metade atravessar o cérebro no quiasma óptico para se juntar com axónios da metade temporal do outro olho, antes de passar para o corpo geniculado lateral.

Embora existam mais de 130 milhões de receptores da retina, existem apenas cerca de 1,2 milhões de fibras (axónios) do nervo óptico; uma grande quantidade de pré-processamento é realizado dentro da retina. A fóvea produz a informação mais precisa. Apesar de ocupar cerca de 0,01% do campo visual (menos do que 2 ° de ângulo visual), cerca de 10% dos axônios no nervo óptico são dedicados à fóvea. O limite de resolução da fóvea foi determinado em cerca de 10.000 pontos. A capacidade de informação é estimado em 500 mil bits por segundo (para mais informações sobre os bits, consulte teoria da informação), sem cor ou cerca de 600.000 bits por segundo, incluindo a cor.

Codificação espacial

On-centers e off-centros da retina

A retina não basta enviar uma foto para o cérebro. A retina espacialmente codifica (compressas) a imagem para se ajustar à capacidade limitada do nervo óptico. A compressão é necessária porque não são 100 vezes mais As células fotoreceptoras do que as células ganglionares como mencionado acima. A retina faz isso "Decorrelating" as imagens de entrada de uma maneira a ser descrita abaixo. Estas operações são realizadas pelas estruturas rodeiam o centro como implementados pelas células bipolares e ganglionares.

Existem dois tipos de estruturas rodeiam o centro nos centros off-retina-on-centers e. On-centers têm um centro positivamente ponderada e uma bordadura negativamente ponderada. Off-centros são exatamente o oposto. Ponderação positiva é mais comumente conhecido como excitatório e ponderação negativa é mais comumente conhecido como inibidor .

Estas estruturas de surround centro não são físicos no sentido de que não se pode vê-los através da marcação de amostras de tecido e examinando a anatomia do retina. As estruturas de centro de surround são lógico (isto é, matematicamente resumo) no sentido de que eles dependem das forças de ligação entre as células ganglionares e bipolares. Acredita-se que as forças de ligação entre as células é causada por o número e tipos de canais de iões incorporados no sinapses entre o gânglio e as células bipolares. Ver Campo receptivo para as figuras e mais informações sobre estruturas rodeiam o centro.

As estruturas de centro de surround são matematicamente equivalente para o algoritmos de detecção de borda utilizados por programadores de computador para extrair ou melhorar as bordas em uma fotografia digital. Assim, a retina realiza operações na imagem para aumentar as margens de objetos dentro de seu campo visual. Por exemplo, numa imagem de um cão, um gato e um carro, ele é os bordos destes objectos que contêm a maior parte da informação. Para que as funções superiores do cérebro (ou em um computador para esse efeito) para extrair e classificar objectos, tais como um cão e um gato, a retina é o primeiro passo para separar os vários objectos dentro da cena.

Como um exemplo, a seguinte matriz está no coração do computador algoritmo que implementa detecção de borda. Esta matriz é o computador equivalente à estrutura envolvente do centro. Neste exemplo, cada caixa (elemento) dentro desta matriz seria ligado a um fotoreceptor. O fotorreceptor no centro é o receptor que está sendo processado. O centro de fotorreceptores é multiplicado por um factor de peso. Os fotorreceptores redor são os "vizinhos mais próximos" para o centro e são multiplicados pelo valor -1/8. A soma de todos os nove destes elementos é finalmente calculada. Esta soma é repetido para cada fotorreceptor na imagem deslocando-se da esquerda para a extremidade de uma linha e, em seguida, para baixo para a próxima linha.

-1/8 -1/8 -1/8
-1/8 +1 -1/8
-1/8 -1/8 -1/8

A soma total dessa matriz é zero se todas as entradas dos nove fotorreceptores são o mesmo valor. O resultado de zero indica que a imagem foi uniforme (sem mudança) dentro deste pequeno patch. Somas positivos ou negativos significam algo foi variável (mudança) dentro deste pequeno pedaço de nove fotorreceptores.

A matriz acima é apenas uma aproximação ao que realmente acontece dentro da retina. As diferenças são:

  1. O exemplo acima é chamado "equilibrada". O termo significa que em relação à soma dos pesos negativos é igual à soma dos pesos positivos para que estes anulam perfeitamente. Células ganglionares da retina quase nunca são perfeitamente equilibrado.
  2. O quadro é quadrado, enquanto as estruturas de surround centro da retina são circulares.
  3. Neurônios operar em trens pico viajar para baixo de células nervosas axônios. Os computadores operam em um único Número de ponto flutuante que é essencialmente constante de cada entrada pixel. (O pixel computador é basicamente o equivalente de um foto-receptor biológico.)
  4. A retina realiza todos estes cálculos em paralelo, enquanto o computador opera em cada pixel, um de cada vez. Não há somatórios repetidas e deslocamento como haveria em um computador.
  5. Finalmente, o e horizontal amacrine células desempenham um papel importante neste processo, mas que não se encontra aqui representada.

Aqui está um exemplo de uma imagem de entrada e como a detecção de bordas que modificá-lo.

Edge-detecção-2.jpg

Uma vez que a imagem está espacialmente codificada pelas estruturas rodeiam o centro, o sinal é enviado para fora o nervo óptico (através dos axónios de células do gânglio) através do quiasma ao LGN ( lateral do núcleo geniculado). A função exata do LGN é desconhecido neste momento. A saída do LGN é então enviada para a parte de trás do cérebro. Especificamente, a saída do LGN "radia" para o V1 Córtex visual primário.

Simplificado Fluxo do sinal: fotorreceptores → Bipolar → Ganglion → Chiasm → LGN → V1 córtex

ERP - cabling.jpg óptica

Doenças e distúrbios

Existem muitas doenças ou desordens hereditárias e adquiridas que podem afectar a retina. Algumas delas incluem:

  • Retinite pigmentosa é um grupo de doenças genéticas que afectam a retina e provoca a perda de visão nocturna e visão periférica.
  • A degeneração macular descreve um grupo de doenças caracterizadas por perda da visão central, porque de morte ou disfunção de células na mácula.
  • Distrofia cone-haste (CORD) descreve um número de doenças em que a perda de visão é causada por deterioração do cones e / ou hastes na retina.
  • Em separação da retina, a retina se descolar da parte de trás do globo ocular. Ignipuncture é um método de tratamento desatualizado. O termo descolamento da retina é usado para descrever uma separação da retina neurosensorial do epitélio pigmentar da retina. Existem vários métodos de tratamento modernas para a fixação de um descolamento de retina: retinopexia pneumática, fivela escleral, crioterapia, fotocoagulação a laser e pars plana vitrectomia.
  • Ambos hipertensão e diabetes mellitus pode causar danos aos pequenos vasos sangüíneos que suprem a retina, levando a retinopatia hipertensiva e retinopatia diabética.
  • O retinoblastoma é um cancro da retina.
  • Doenças da retina em cães incluir displasia da retina, atrofia progressiva da retina, e súbita adquirida degeneração da retina.
  • Lipémia retinalis é uma aparência branca da retina, e pode ocorrer por deposição de lípidos em deficiência de lipoproteína lipase.
  • A retinopatia diabética

Diagnóstico e tratamento

Um número de diferentes instrumentos estão disponíveis para o diagnóstico de doenças e distúrbios que afectam a retina. Oftalmoscopia e fotografia de fundo são usados para examinar a retina. Recentemente, óptica adaptativa tem sido usado para hastes de imagem individuais e cones na retina humano vivo e uma empresa sediada na Escócia, engenharia tecnologia que permite aos médicos observar a retina completa sem qualquer desconforto aos pacientes.

O electrorretinograma é usado para medir de forma não invasiva a actividade eléctrica da retina, que é afectada por certas doenças. A tecnologia relativamente nova, agora está se tornando amplamente disponível, é A tomografia de coerência óptica (OCT). Esta técnica não-invasiva permite a obtenção de um Transversal volumétrica ou alta resolução 3D tomografia da estrutura fina da retina com qualidade histológica.

Outubro varredura de uma retina em 800nm com uma resolução axial de 3 �m

O tratamento depende da natureza da doença ou desordem. O transplante de retina tem sido tentada, mas sem muito sucesso. Em MIT, The University of Southern California, RWTH Aachen University, eo Universidade de New South Wales, uma "retina artificial" está em desenvolvimento: um implante que irá ignorar os fotorreceptores da retina e estimulam as células nervosas ligadas diretamente, com sinais de uma câmera digital.

Fornecimento de sangue da retina

Os vasos sanguíneos em uma retina humana normal. As veias são mais escuras e um pouco mais amplo do que as artérias correspondentes. O disco óptico é a esquerda, e o mácula lútea é perto do centro.

Existem duas circulações, ambos fornecidos pela artéria oftálmica. A circulação uveal consiste em artérias de entrar no mundo fora do nervo óptico, estes fornecer úvea e camadas exteriores e média da retina. A circulação da retina, por outro lado, fornece a camada interna da retina e passa com o nervo óptico como um ramo da artéria oftálmica chamado a artéria central da retina. A estrutura única do vasos sanguíneos da retina tem sido utilizado para identificação biométrica.

A geometria topográfica vascular na retina é conhecido para estar em conformidade com os princípios estruturais que estão relacionados com certas propriedades físicas. A análise da estrutura geométrica é muito importante como desvios dos princípios óptimas podem indicar algumas doenças cardiovasculares, tais como hipertensão e aterosclerose; uma análise abrangente é dada por Patton et al. (2006). A identificação das bifurcações vasculares é um dos passos básicos nesta análise. Azzopardi e Petkov (2011) propõem uma algoritmo de visão de computador que detecta automaticamente esses recursos da retina. Seus resultados são avaliados contra o verdade terrestre de bifurcações vasculares de imagens de fundo de olho da retina que são obtidos a partir da Dados unidade definida.

Pesquisa

George Wald, Haldan Keffer Hartline e Ragnar Granit ganhou a 1967 Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina pela sua investigação científica sobre a retina.

Um recente Estudo da Universidade de Pennsylvania calculou o aproximada largura de banda de retina humana é de 8,75 megabits por segundo, enquanto cobaia retinas transferência a 875 kilobits.

MacLaren & Pearson e seus colegas University College London e Moorfields Eye Hospital em Londres mostrou em 2006 que células fotorreceptoras poderiam ser transplantadas com sucesso na retina do rato se células do doador estavam em um estágio crítico de desenvolvimento. Recentemente Ader e seus colegas mostraram em Dublin usando o microscópio eletrônico que fotorreceptores transplantados formado conexões sinápticas.

Em 2012 Sebastian Seung e seu laboratório na MIT lançaram EyeWire, uma on-line Jogo de ciência do cidadão, onde os jogadores traçar neurônios na retina. Os objetivos do projeto são EyeWire para identificar tipos específicos de células dentro das amplas classes conhecidas de células da retina, e mapear as conexões entre os neurônios da retina, o que ajudará a determinar como a visão funciona.

Terapia do gene da retina

A terapia génica é uma promessa como uma via potencial para curar uma ampla gama de doenças da retina. Isto envolve o uso de um vírus não infecciosos para transportar um gene para uma parte da retina. Recombinante vírus (rAAV) vectores adeno-associados possuem um número de características que os tornam ideais para a terapia genética da retina, incluindo a falta de patogenicidade, a imunogenicidade mínima, e a capacidade de transduzir células pós-mitóticas em forma estável e eficiente. Os vectores de rAAV são cada vez mais utilizados para a sua capacidade para mediar a transdução eficiente de epitélio pigmentado da retina (RPE), células fotorreceptoras e as células ganglionares da retina. Cada tipo de célula pode ser visado especificamente em escolher a combinação adequada de AAV sorotipo, do promotor e local da injecção intra-ocular.

Vários ensaios clínicos já relataram resultados positivos usando rAAV para tratar Amaurose congénita de Leber, que mostra que a terapia era seguro e eficaz Não houve efeitos adversos graves, e os pacientes em todos os três estudos mostraram uma melhoria na sua função visual conforme medido por uma série de métodos. Os métodos utilizados variou entre os três ensaios, mas incluiu ambos os métodos funcionais, tais como a acuidade visual e mobilidade funcional, bem como medidas objetivas que são menos suscetíveis a vieses, tais como a capacidade do aluno para responder à luz e melhorias na ressonância magnética funcional. As melhorias foram mantidos a longo prazo, com os pacientes que continuam a fazer bem depois de mais de 1,5 anos.

A arquitetura original da retina e do seu ambiente relativamente imunes privilegiado ajudar neste processo. Junções apertadas que formam o barreira sanguínea da retina separar o espaço sub-retiniano do fornecimento de sangue, protegendo-o assim de micróbios e mais danos imune-mediada, e melhorar o seu potencial para responder às terapias mediada por vectores. A anatomia altamente compartimentalizada do olho facilita a entrega correta de suspensões vetor terapêutico para tecidos específicos sob visão direta utilizando técnicas de microcirurgia. No ambiente protegido da retina, os vectores de AAV são capazes de manter elevados níveis de a expressão do transgene no epitélio pigmentado da retina (RPE), fotorreceptores, células ganglionares ou por longos períodos de tempo após um único tratamento. Além disso, o olho e o sistema visual pode ser rotineira e facilmente monitorizado para a função visual e alterações estruturais da retina após injecções com tecnologia avançada não invasiva, tais como a acuidade visual, sensibilidade ao contraste, fundo auto-fluorescência (FAF), os limiares visuais adaptados à escuridão, diâmetros vasculares, pupilometria, eletrorretinografia (ERG), multifocal e ERG A tomografia de coerência óptica (OCT).

Esta estratégia é eficaz contra uma série de doenças da retina que foram estudados, incluindo doenças neovasculares que são características de degeneração macular relacionada com a idade, retinopatia diabética e retinopatia da prematuridade. Uma vez que a regulação da vascularização da retina madura envolve um equilíbrio entre endógenos positivos factores de crescimento, tais como factor de crescimento endotelial vascular (VEGF) e os inibidores de angiogénese, tais como o factor derivado de epitélio pigmentar ( PEDF), expressão de PEDF rAAV mediada, angiostatina, e o receptor de VEGF solúvel sFlt-1, que são todas as proteínas anti-angiogénicos, têm sido mostrados para reduzir a formação de vasos aberrante em modelos animais. Uma vez que as terapias de genes específicos não podem facilmente ser usadas para tratar uma fracção significativa de pacientes com distrofia da retina, existe um grande interesse no desenvolvimento de uma terapia de factor de sobrevivência mais geralmente aplicável. Os factores neurotróficos têm a capacidade de modular o crescimento neuronal durante o desenvolvimento para manter as células existentes e para permitir a recuperação das populações neuronais ferido no olho. De AAV que codifica factores neurotróficos tais como factor de crescimento de fibroblastos (FGF), membros da família GDNF e fotorreceptores ou protegidos de apoptose ou morte celular desacelerado.

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