Specifieke visuele paden zorgen voor een efficiënte en nauwkeurige interpretatie van wát we zien.

Specifieke visuele paden, zoals de dorsale (aan de rugzijde) en ventrale (aan de buikzijde) stroom, zijn gespecialiseerd in verschillende aspecten van visuele verwerking.

• De dorsale stroom richt zich op waar-objecten zich bevinden en hoe we ermee omgaan. Het dorsale pad strekt zich uit tot in de pariëtale kwab.
• De ventrale stroom zich bezighoudt met het herkennen van objecten en hun kenmerken. Het ventrale pad strekt zich uit tot in de temporale kwab.

Samen werken deze paden naadloos samen om een volledig beeld van onze omgeving te creëren en ons in staat te stellen snel te reageren op visuele prikkels. Wat dit proces zo bijzonder maakt, is dat het allemaal in een fractie van een seconde gebeurt.

By Miquel Perello Nieto - Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=37868501

Anatomie van de visuele verwerking: een kort overzicht

Het visuele systeem is een fascinerend en complex netwerk dat ons in staat stelt de wereld om ons heen waar te nemen.
Het netvlies ligt binnen en achter in het oog en bestaat uit circa 126 miljoen zintuigcellen. Onder andere vinden we hier de kegeltjes en staafjes. De kegeltjes zorgen ervoor dat je kleuren kunt zien, en de staafjes helpen je om licht en donker te onderscheiden. De informatie wordt doorgeven aan de oogzenuw.

De oogzenuw (nervus opticus, N II), brengt visuele informatie van het netvlies in het oog naar de hersenen.

Bij het optisch chiasme (letterlijk: 'daar waar de wegen zich kruisen') kruist een deel van de zenuwvezels, waardoor signalen van beide ogen samenkomen en zich weer splitsen. De informatie reist vervolgens via de tractus opticus, een zenuwbaan, naar verschillende hersengebieden.

• De meeste zenuwuitlopers (axonen) in de tractus opticus lopen naar de laterale geniculeringskern (LGN) van de thalamus.
• Ongeveer 10% van de zenuwuitlopers lopen echter naar de superieure colliculus in de middenhersenen (mesencephalon). Deze vezels regelen de beweging van de spieren rond het oog en de reflexreactie van de pupil op licht, of gaan door naar de pretectale kern (volgende hoofdstuk).
  
• Sommige vezels eindigen in de suprachiasmatische kern van de hypothalamus en de reticulaire formatie. Hier helpen ze bij het regelen van het slaap-waakritme en het coördineren van oogbewegingen.
  

Een cruciale schakel in de route is het lateraal geniculaatlichaam (laterale geniculate nucleus of LGN), een structuur in de thalamus die fungeert als verwerkingsknooppunt. In het LGN worden signalen gefilterd en georganiseerd, waardoor alleen de meest relevante visuele informatie wordt doorgegeven. Dit proces helpt ons om snel en efficiënt te reageren op wat we zien, zoals het herkennen van beweging, kleuren en vormen.

Vanuit het laterale geniculate nucleus LGN wordt een deel van de informatie naar de pretectale kern gestuurd, (zie volgende alinea) en wordt de informatie via de radiatio optica of gezichtsstraling /optische straling /geniculostriate-route, doorgestuurd naar de visuele cortex of visuele hersenschors. Dat doen ze via twee verschillende routes. Eén route loopt recht naar achteren door de wandbeenkwab of pariëtale kwab, terwijl de andere, Meyer's loop genoemd, meer aan de zijkant door de slaapkwab of temporale kwab gaat. Deze vezels zijn verantwoordelijk voor het bovenste deel van het gezichtsveld.


De visuele cortex, gelegen in de achterhoofdskwab (occipitale kwab) ontvangt de prikkels vanuit de laterale geniculate nucleus LGN en begint met de verwerking van visuele input op gedetailleerd niveau.

In de primaire visuele cortex (striate cortex/ Brodmann 17 of V1) vindt de eerste fase van interpretatie plaats. Hier worden de basiskenmerken van de visuele informatie, zoals lijnen, lichtintensiteit en contrast, geanalyseerd. Vervolgens worden de signalen verder doorgestuurd naar hogere hersengebieden, zoals de secundaire visuele cortex en associatiegebieden (zie volgende hoofdstuk). In deze regio’s vindt een meer complexe verwerking plaats, wat leidt tot herkenning, interpretatie en integratie van visuele informatie.

De secundaire visuele gebieden spelen een gespecialiseerde rol in het herkennen van objecten, het waarnemen van beweging en het navigeren door onze omgeving. Hier worden aspecten zoals kleur, beweging, diepte en vorm tot in detail geanalyseerd en gecombineerd. Dit proces zorgt ervoor dat we een compleet en duidelijk beeld krijgen van wat we zien.

Pretectale kern en de pretectale verbindingen

De pretectale kern is een belangrijk onderdeel van de hersenen, gelegen in het gebied tussen de middenhersenen (mesencephalon in de hersenstam) en het diencephalon (tussenhersenen, tussen de grote hersenen (cerebrum) en de hersenstam). Deze structuur speelt een cruciale rol bij visuele en reflexmatige processen, zoals de pupilreflex.

De pretectale kern ontvangt signalen van het netvlies en stuurt deze door naar andere delen van de hersenen om de grootte van de pupil aan te passen aan de hoeveelheid licht. Dit zorgt ervoor dat het oog optimaal functioneert onder verschillende lichtomstandigheden. Daarnaast is het betrokken bij bepaalde oogbewegingen en onderlinge coördinatie tussen beide ogen.

De pretectale verbindingen verwijzen naar de neurale paden die signalen heen en weer sturen tussen de pretectale kern en andere hersengebieden, zoals het netvlies (de retina) en de Edinger-Westphal kern.
De pretectale verbindingen zorgen voor een directe interactie met de oculomotorische zenuw (nervus oculomotorius), ook wel oogbewegingszenuw genoemd of (derde hersenzenuw / N III). Deze zenuw speelt een cruciale rol bij het aansturen van oogspieren voor scherp zicht op korte afstand en bij het regelen van de pupilreflex. De pupilreflex of pupilvernauwing, is een reactie op fel licht, een essentieel mechanisme om het netvlies te beschermen tegen overmatige blootstelling aan licht.

De Edinger-Westphal-kern, ook wel de hulp-kern van de oogzenuw genoemd, is een belangrijk deel van de hersenstam. Deze kern helpt bij het aanpassen van de pupilgrootte en het scherpstellen van het oog. Het maakt deel uit van het parasympathische zenuwstelsel en stuurt signalen via de derde oogzenuw naar de oogspieren.

Afbeelding van de superieure colliculi in het middenbrein in de hersenstam

Superieure colliculi

De superieure colliculi, gelegen in het middenbrein (mesencephalon), spelen ook een rol in de verwerking van visuele prikkels, maar hun functie gaat verder dan alleen visuele verwerking. Op de afbeelding zijn het de bovenste van de vier uitstulpingen (colliculi) die omcirceld zijn weergegeven.
Deze structuren zijn betrokken bij het coördineren van reflexmatige bewegingen van de ogen en het hoofd als reactie op visuele, auditieve en somatosensorische stimuli. Dit betekent dat ze helpen bij het snel richten van de aandacht op nieuwe of onverwachte prikkels in onze omgeving, zoals het automatisch draaien van je hoofd naar een plotselinge beweging in je gezichtsveld. Hun rol is dus essentieel voor onze oriëntatie en overleving, omdat ze ervoor zorgen dat we snel kunnen reageren op belangrijke veranderingen in onze omgeving.

Wat zijn associatiegebieden?

De genoemde associatiegebieden verwerken geen directe zintuiglijke prikkels of signalen voor beweging (motorische signalen), zoals bij de sensorische of motorische gebieden. In plaats daarvan combineren ze informatie om te functioneren als mens.

Deze gebieden liggen verspreid over de hersenschors, met belangrijke delen in de voorhoofdskwab of frontale kwab (voor planning en beslissingen), de wandbeenkwab of pariëtale kwab (voor ruimtelijk inzicht en aandacht), de slaapkwab of temporale kwab (voor taal en geheugen) en de achterhoofdskwab of occipitale kwab (voor het samenvoegen van visuele informatie).

Dit nauwkeurige en gecoördineerde systeem stelt ons niet alleen in staat om te zien, maar ook om beweging, kleur en diepte waar te nemen, wat essentieel is voor ons dagelijks functioneren.

Wanneer je het complexe samenspel van dit systeem overdenkt, wordt duidelijk dat visuele overprikkeling talloze oorzaken kan hebben. Naast de vele verbindingen binnen het visuele netwerk spelen ook interacties met andere hersengebieden en systemen, zoals het evenwichtsorgaan en het gehoor, en niet te vergeten de signaalstofjes of neurotransmitters een belangrijke rol.