background image

Special Sensation 

 

Vision & Olfaction 

By 

Dr. Mufeed Akram Taha 

FIBMS Neurology 

Kirkuk College of Medicine 

 


background image

Functional Anatomy of the eye. 

  

The principle structures of the eye are the following: 

  

Sclera

… Is the oute  p ote tive laye  of the eye  all. 

  

Cornea

… A te io   odifi atio  of the s le a. It is 

transparent through it the light rays enter the eye. 

  

Choroids 

…. The laye  i side the s le a it  o tai   a y 

of the blood vessels that nourish the structures in 
the eye ball  

  


background image

Retina 

…. the  eu al tissue  o tai i g the  e epto   ells 

lining the posterior 2/3 of the choroids   

The Lens 

.… is a t a spa e t st u tu es held i  pla e  y 

a circular lens ligament with zonule  

Ciliary body 

….  thi ke ed a te io  pa t of the  ho oid 

attached to the zonule. It contain circular band 
longitudinal muscle fibers.  

The  Iris 

…. The  olo ed pa t of the eye lo ated i  f o t 

of the lens 

– it is pigmented and opaque it contain 

circular muscle fibers that constrict and radial fibers 
that dilate the pupil. 

  


background image

The pupil .... The central opening in the iris. The 

diameter of the pupil is changed by the iris 
contraction and relaxation. 

  

Vitreous humor 

….  lea  gelati ous  ate ial fills 

the space between the lens and the retina. 

  

Aqueous humor 

…. A  lea  li uid that  ou ishes 

the cornea of the lens. 


background image

The retina extends anteriorly almost to the 

ciliary body. It is organized in ten layers and 
contains the rods and cones, which are the 
visual receptors, plus four types of neurons: 
bipolar cells, ganglion cells, horizontal cells, 
and amacrine cells. 

The optic nerve leaves the eye and the retinal 

blood vessels enter it at a point 3 mm medial 
to and slightly above the posterior pole of the 
globe. This region is called optic disk. There 
are no visual receptors overlying the disk, and 
consequently this spot is blind (the blind 
spot
).  
 


background image

Near the posterior pole of the eye, there is 

a yellowish pigmented spot, the macula 
lutea.
 This marks the location of the 
fovea centralis, a thinned-out, rod-free 
portion of the retina. In it, the cones are 
densely packed, the fovea is the point 
where visual acuity is greatest. When 
attention is attracted to or fixed on an 
object, the eyes are normally moved so 
that light rays coming from the object fall 
on the fovea. 

 


background image

The potential changes that initiate 

action potentials in the retina are 
generated by the action of light on 
photosensitive compounds in the 
rods and cones. When light is 
absorbed by these substances, their 
structure changes, and this change 
triggers a sequence of events that 
initiates neural activity. 

 


background image

The cone receptor potential has a sharp 

onset and offset, whereas the rod 
receptor potential has a sharp onset and 
slow offset.  

Rods mediate vision under dim light and its 

visual pigment is rhodopsin which 
contain retinene that formed from vit.A. 
so lesion of Rods cause night blindness. 

Cones are specialized for colour vision 

 


background image

Neural Pathways :-

 

The axons of the ganglion cells pass caudally in 
the optic nerve and optic tract to end in the 
lateral geniculate body, a part of the 
thalamus. The fibers from each nasal 
hemiretina decussate in the optic chiasm. In 
the geniculate body, the fibers from the nasal 
half of one retina and the temporal half of the 
other synapse on the cells whose axons form 
the geniculocalcarine tract. This tract passes 
to the occipital lobe of the cerebral cortex. 


background image

background image

The primary visual receiving area (primary visual 

cortex, Brodmann's area 17), is located 
principally on the sides of the calcarine fissure. 

• Visual fields:- 

The visual field of each eye is the visual area seen 

by that eye at a given instant. 

The area seen at the nasal side is called nasal field, 

and the area seen to the lateral side is called 
temporal field. 

The visual field of each eye is not circular because it 

is cut off medially by the nose and superiorly by 
the roof of the orbit. 

 


background image

Effect of lesions in the optic pathway 

 

  

Destruction of an entire optic nerve causes blindness 

of the affected eye. 

Lesion of the optic chiasm causes loss of visual field 

of temporal fields of both eyes and this is called 
bitemporal hemianopia. 

Lesion in the optic tract causes loss of nasal field of 

the same side of the lesion and temporal field of 
the opposite side this is called contralateral 
homonymous hemianopia. 

Lesion in the optic radiation in the temporal lobe 

cause contralateral homonymous upper 
quadrantanopia and in parietal lobe cause 
contralateral homonymous lower quadrantanopia. 

Lesion in the occipital lobe also causes  homonymous 

hemianopia but there may be macular sparing.  

 


background image

background image

 

Visual acuity :- 

 

-Is the degree to which the details and contours of 

the objects are perceived. 

-Visual acuity is the function of the central portion 

of the retina especially the fovea centralis.  

-Clinically visual acuity is often determined by a 

special chart called snellen charts viewed at a 
distance of 6 meters and the individual being 
tested read aloud the smallest line 
distinguishable. 


background image

background image

-The result is expressed as a fraction. The 

numerator of the fraction 6 meter is the 
distance of which the subject reads the chart. 

The denominator is the greatest distance from 

the chart at which a normal individual can 
read the smallest line the subject can read. 

For example, patient with V.A of 6/18 mean that 

he can only read the line from 6 meters what 
a normal person can read at 18 meters 
distance. 

-Normal V.A is 6/6. 

 


background image

Color vision:- 

  
Sensation of white or any spectral color or even extraspectral 

color (Purple) can be produced by mixing various proportions 
of red light (wave length 723-647 nm), green light (wave 
length 575-492 nm) and blue light (wave length 492-450 nm). 
Red, green and blue are therefore called primary colors. 

Color Blindness 

    

Red-Green Color Blindness  

 Normally green, yellow, orange, and red colors, which are the 

colors between the wave lengths of 525 and 675 nanometers 
(nm), are distinguished from one another by the red and 
green cones. If either of these two cones is missing, the 
person cannot distinguish red from green and is therefore 
said to have red-green color blindness. 

Red-green color blindness is X-linked  genetic disorder that 

occurs almost exclusively in males.  

 


background image

background image

Eye movement:-

 

-The eye movements are controlled by 3 pairs of 
skeletal muscles:-

 

1- Medial and lateral recti, contraction of which 
moves the eye from side to side. 

 

2- Superior and inferior recti, contraction of which 
moves the eyes upward and downward.

 

3- 

Supe io  a d i fe io  o li ue  us les΄ fu tio  

mainly to rotate the eyeballs to keep visual fields in 
upright position.

 

-The nerve supplies of these muscles are as follows:-

 

-Oculomotor (3

rd

) cranial nerve supply 4 of these 

muscles which are medial rectus, superior and 
inferior recti, and inferior oblique.

 

 

 


background image

-Trochlear (4

th

) cranial nerve supply superior 

oblique.

 

-Abducent nerve (6

th

) cranial nerve supply 

Lateral rectus.

 

-The nuclei of 3

rd

,4

th

 and 6

th

 cranial nerve lies in 

the brain stem and these nuclei are 

medial 

interconnected by a nerve tract called 
longitudinal fasciculus.

 

-Signals from visual areas of occipital cortex pass 
to the brain stem nuclei of the three cranial 
nerves to direct the stimulation of eye 
movements.

 

 


background image

background image

Visual Reflexes :- 

Pupillary light reflexes 

When light is directed into one eye, the pupil constricts 
(pupillary light reflex). The pupil of the other eye also 
constricts (consensual light reflex). The optic nerve fibers 
that carry the impulses initiating these pupillary 
responses leave the optic nerves near the lateral 
geniculate bodies. On each side, they enter the midbrain 
via the brachium of the superior colliculus and terminate 
in the pretectal nucleus. From this nucleus, the second-
order neurons project to the ipsilateral Edinger-Westphal 
nucleus and the contralateral Edinger-Westphal nucleus..

 


background image

The third-order neurons pass from this 

nucleus to the ciliary ganglion in the 
oculomotor nerve, and the fourth-order 
neurons pass from this ganglion to the 
ciliary body. This pathway is dorsal to the 
pathway for the near response. 
Consequently, the light response is 
sometimes lost while the response to 
accommodation remains intact (Argyll 
Robertson pupil).
 One cause of this 
abnormality is CNS syphilis. 


background image

Accomadation:- 

The process by which the curvature of the lens is 

increased is called accommodation. At rest, the 
lens is held under tension by the lens ligaments. 
Because the lens substance is malleable and the 
lens capsule has considerable elasticity, the lens is 
pulled into a flattened shape. When the gaze is 
directed at a near object, the ciliary muscle 
contracts, this decreases the distance between 
the edges of the ciliary body and relaxes the lens 
ligaments, so that the lens springs into a more 
convex shape. In young individuals, the change in 
shape may add as many as 12 diopters to the 
refractive power of the eye.  


background image

Function of visual cerebral cortex:-

 

-The visual cortex located primarily on the medial 
aspect of the occipital lobes and it is divided to 
primary visual cortex and secondary visual areas.

 

-The cortical area representing the macula in the 
primary visual cortex is very large because this 
area is responsible for highest degree of visual 
acuity.

 

-primary visual cortex arranged in 6 layers and the 
geniculocalcarine fibers terminate on layer IV.

 

-the visual cortex is organized structurally into 
several millions of vertical columns of neuronal 
cells.

 


background image

-The primary visual cortex detects the existence 
of lines and borders in the different areas of 
the retinal image and also detects the 
direction of orientation of each line and 
border that weather vertical or horizontal or 
lines at some degree of inclination.

 

 


background image

Secondary visual areas 

  

These also called visual association areas, lies 

lateral, anterior and inferior to the primary 
visual. 

 


background image

Errors of Refraction 

  

Hyperopia (Farsightedness).

  

 Is usually due to either an eyeball that is too small 

or, occasionally, a lens system that is too weak. 
Parallel light rays are not bent sufficiently come 
to focus by the time they reach the retina. A 
farsighted person is capable of focusing distant 
objects on the retina by accommodation 
mechanism but the closure objects cannot be 
focused sharply when the ciliary muscle contract 
to its limit. Correction of this defect is by convex 
lens in front of the eye (convex lens converges 
light rays). 

 


background image

Myopia (Nearsightedness) 

  

is usually due to too long an eyeball, but it can 

result from too much refractive power in the 
lens system of the eye the light rays coming 
from distant objects are focused in front of 
the retina 

The correction is by placing in front of the eye a 

concave spherical lens, which will diverge rays 


background image

background image

Astigmatism 

  

Is a common condition in which the curvature of 

the eye cornea is not uniform and this causes 
the visual image in one plane to focus at a 
different distance from that of the plane at 
right angles, so that, part of retinal image is 
blurred. 

Astigmatism can usually be corrected with 

cylindrical lenses placed in such away that 
they equalize the refraction in all meridians. 


background image

Smell 

  

Olfactory receptors& pathways 

 The olfactory receptor cells are located in specialized 

portion of nasal mucosa. 

Olfactory mucus membrane: it covers an area of 5cm² 

in the roof of nasal mucosa near the septum.Each 
olfactory receptor is a neuron,had short dendrite 
with expanded end (Olfactory rods). From the rod 
cilia project to the surface of the mucus. 

Each receptor neuron has 10-20 cilia. The axon of 

olfactory receptor neurons pierces the cribriform 
plate of the ethmoid bone &enters the olfactory 
bulbs. 

 


background image

-in the olfactory bulbs, the axons of receptor cell 

contacts the primary dendrite of Mitral cells 
&tufted cells to form the complex globular 
synapses (Olfactory glomeruli). 

-the axon of mitral &tufted cells pass posteriorly 

through the intermediate olfactory Stria &lateral 
olfactory stria to olfactory cortex. 

-olfactory cortex is the lateral &anterior 

orbitofrontal gyri of the frontal lobe.The cortical 
representation of olfaction is asymmetric 

-Some fibers pass to the amygdala which is 

probably involved with the emotional Response 
to olfactory stimuli to entorhinal cortex which is 
concerned with olfactory memory. 
 


background image

background image

Physiology of smell 

  
The portion of each olfactory cell that responds 

to the olfactory chemical stimuli is the 
olfactory cilia. The odorant substance first 
diffuse into the mucus covers the cilia, then it 
binds With receptor protein in the membrane 
of cilium &through second messenger 
Mechanism opens Na channel and causes 
excitation of olfactory neurons and Transmit 
the A.P into the C.N.S by the way of olfactory 
neuron.  


background image

Adaptation

  

 
It is common knowledge that when one is continuously 
exposed to even the most disagreeable odor, perception of 
the odor decreases and eventually ceases. This sometimes 
beneficent phenomenon is due to the fairly rapid 
adaptation, or desensitization, that occurs in the olfactory 
system. It is mediated by Ca

2+

 acting via calmodulin on 

cyclic nucleotide-gated (CNG) ion channels.  

Abnormalities 

 

 anosmia (absence of the sense of smell), hyposmia 
(diminished olfactory sensitivity), and dysosmia (distorted 
sense of smell). Olfactory thresholds increase with 
advancing age, and more than 75% of humans over the age 
of 80 have an impaired ability to identify smells 

 -olfactory discrimination is remarkable, humans can recognize 

more than 10,000 Different odors 

 


background image

 

Thank You 




رفعت المحاضرة من قبل: Ismail AL Jarrah
المشاهدات: لقد قام عضوان و 70 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل