Reflejo pupilar a la luz

El reflejo fotopupilar (PLR) o reflejo fotopupilar es un reflejo que controla el diámetro de la pupila, en respuesta a la intensidad (luminancia) de luz que incide sobre las células ganglionares de la retina en la parte posterior del ojo, ayudando así a la adaptación de la visión a diversos niveles de claridad/oscuridad. Una mayor intensidad de luz hace que la pupila se contraiga (miosis/miosis; por lo tanto, permite que entre menos luz), mientras que una menor intensidad de luz hace que la pupila se dilate (midriasis, expansión; por lo tanto, permite que entre más luz). Por tanto, el reflejo luminoso pupilar regula la intensidad de la luz que entra al ojo. La luz que incide en un ojo hará que ambas pupilas se contraigan.

Terminología

La pupila es la abertura circular oscura en el centro del iris y es por donde la luz entra al ojo. Por analogía con una cámara, la pupila equivale a la apertura, mientras que el iris equivale al diafragma. Puede resultar útil considerar el reflejo pupilar como un reflejo del 'iris' reflejo, ya que el esfínter del iris y los músculos dilatadores son los que se pueden ver respondiendo a la luz ambiental. Mientras que la pupila es la abertura pasiva formada por el iris activo. Reflejo pupilar es sinónimo de respuesta pupilar, que puede ser constricción o dilatación pupilar. El reflejo pupilar está conceptualmente vinculado al lado (izquierdo o derecho) de la pupila que reacciona, y no al lado desde donde se origina la estimulación luminosa. El reflejo pupilar izquierdo se refiere a la respuesta de la pupila izquierda a la luz, independientemente de qué ojo esté expuesto a una fuente de luz. El reflejo pupilar derecho significa la reacción de la pupila derecha, ya sea que la luz se dirija al ojo izquierdo, al derecho o a ambos ojos. Cuando la luz incide solo en un ojo y no en el otro, es normal que ambas pupilas se contraigan simultáneamente. Los términos directo y consensual se refieren al lado de donde proviene la fuente de luz, en relación con el lado de la pupila que reacciona. Un reflejo pupilar directo es la respuesta pupilar a la luz que ingresa al (mismo) ojo ipsilateral. Un reflejo pupilar consensual es la respuesta de una pupila a la luz que ingresa al ojo contralateral (opuesto). Por lo tanto, existen cuatro tipos de reflejos pupilares a la luz, basados en esta terminología de lateralidad absoluta (izquierda versus derecha) y lateralidad relativa (mismo lado versus lado opuesto, ipsilateral versus contralateral, directo versus consensual):

1. Reflexión pipilado directo izquierdo es la respuesta del alumno izquierdo a la luz que entra en el ojo izquierdo, el ojo ipsilateral.
2. Reflexión consensuado izquierdo es la respuesta indirecta del alumno izquierdo a la luz que entra en el ojo derecho, el ojo contralateral.
3. Reflexión pipilar directo derecho es la respuesta de la pupila derecha a la luz que entra en el ojo derecho, el ojo ipsilateral.
4. Reflexión consensuado derecho es la respuesta indirecta del alumno derecho a la luz que entra en el ojo izquierdo, el ojo contralateral.

Anatomía de las vías neuronales

La vía neural del reflejo luminoso pupilar en cada lado tiene una rama aferente y dos ramas eferentes. La rama aferente tiene fibras nerviosas que discurren dentro del nervio óptico (CN II). Cada rama eferente tiene fibras nerviosas que recorren el nervio oculomotor (CN III). La rama aferente transporta información sensorial. Anatómicamente, la rama aferente está formada por la retina, el nervio óptico y el núcleo pretectal en el mesencéfalo, a nivel del colículo superior. Las células ganglionares de la retina proyectan fibras a través del nervio óptico hasta el núcleo pretectal ipsilateral. La rama eferente es la salida motora pupilar desde el núcleo pretectal hasta el músculo del esfínter ciliar del iris. El núcleo pretectal proyecta fibras cruzadas y no cruzadas hacia los núcleos de Edinger-Westphal ipsilateral y contralateral, que también se encuentran en el mesencéfalo. Cada núcleo de Edinger-Westphal da lugar a fibras parasimpáticas preganglionares que salen con el CN III y hacen sinapsis con neuronas parasimpáticas posganglionares en el ganglio ciliar. Las fibras nerviosas posganglionares abandonan el ganglio ciliar para inervar el esfínter ciliar. Cada rama aferente tiene dos ramas eferentes, una ipsilateral y otra contralateral. La rama eferente ipsilateral transmite señales nerviosas para el reflejo luminoso directo de la pupila ipsilateral. La rama eferente contralateral provoca un reflejo luminoso consensual de la pupila contralateral.

Tipos de neuronas

El nervio óptico, o más precisamente, las células ganglionares fotosensibles a través del tracto retinohipotalámico, es responsable de la rama aferente del reflejo pupilar; siente la luz entrante. El nervio oculomotor es responsable de la rama eferente del reflejo pupilar; impulsa los músculos del iris que contraen la pupila.

1. Retina: La vía de reflejo pupillario comienza con las células de ganglio retina fotosensibles, que transmiten información a través del nervio óptico, la más periférica, distal, porción de la cual es el disco óptico. Algunos ejes del nervio óptico se conectan al núcleo pretectal del cerebro medio superior en lugar de las células del núcleo geniculado lateral (que proyectan a la corteza visual primaria). Éstos células de ganglios fotosensibles intrínsecos are also referred to as melanopsin-containing células, e influencian ritmos circadianos, así como el reflejo de luz pupillar.
2. núcleos pretectales: De los cuerpos de células neuronales en algunos de los núcleos pretectales, los axones se sinapsis en neuronas (conectadas a) en el núcleo Edinger-Westphal. Esas neuronas son las células preganglionicas con axones que corren en los nervios oculomotores a los ganglios ciliarios.
3. núcleos Edinger-Westphal: Axones neuronales parasimpáticos en la sinapsis nerviosa oculomotora en las neuronas de ganglio ciliar.
4. Ciliary ganglia: Los nervios ciliarios post-ganglionicos dejan el ganglio ciliar para invadir el músculo Iris esfínter del iris.

Esquema

Refiriéndose al diagrama esquemático de la vía neural, se puede visualizar todo el sistema de reflejo luminoso pupilar con ocho segmentos neurales, numerados del 1 al 8. Los segmentos impares 1, 3, 5 y 7 están a la izquierda. Los segmentos pares 2, 4, 6 y 8 están a la derecha. Los segmentos 1 y 2 incluyen cada uno tanto la retina como el nervio óptico (par craneal n.º 2). Los segmentos 3 y 4 son fibras nerviosas que cruzan desde el núcleo pretectal de un lado hasta el núcleo de Edinger-Westphal del lado contralateral. Los segmentos 5 y 6 son fibras que conectan el núcleo pretectal de un lado con el núcleo de Edinger-Westphal del mismo lado. Los segmentos 3, 4, 5 y 6 están ubicados dentro de una región compacta dentro del mesencéfalo. Cada uno de los segmentos 7 y 8 contiene fibras parasimpáticas que van desde el núcleo de Edinger-Westphal, a través del ganglio ciliar, a lo largo del nervio oculomotor (nervio craneal n.º 3), hasta el esfínter ciliar, la estructura muscular dentro del iris.

• El reflejo de luz directa izquierda implica segmentos neuronales 1, 5 y 7. El segmento 1 es la extremidad aferente, que incluye la retina y el nervio óptico. Los segmentos 5 y 7 forman la extremidad eferente.
• El reflejo de luz consensual izquierdo implica segmentos neuronales 2, 4 y 7. El segmento 2 es la extremidad aferente. Los segmentos 4 y 7 forman la extremidad eferente.
• El reflejo de luz directo derecho implica segmentos neuronales 2, 6, y 8. El segmento 2 es la extremidad aferente. Los segmentos 6 y 8 forman la extremidad eferente.
• El reflejo de luz consensual derecho implica segmentos neuronales 1, 3 y 8. El segmento 1 es la extremidad aferente. Los segmentos 3 y 8 forman la extremidad eferente.

El diagrama puede ayudar a localizar la lesión dentro del sistema reflejo pupilar mediante el proceso de eliminación, utilizando los resultados de las pruebas del reflejo luminoso obtenidos mediante un examen clínico.

Importancia clínica

El reflejo pupilar a la luz proporciona una herramienta de diagnóstico útil para evaluar la integridad de las funciones sensoriales y motoras del ojo. Los médicos de urgencias examinan habitualmente el reflejo pupilar a la luz para evaluar la función del tronco encefálico. El reflejo pupilar anormal se puede encontrar en lesiones del nervio óptico, daños al nervio oculomotor, lesiones del tronco encefálico (incluida la muerte del tronco encefálico) y fármacos depresores, como los barbitúricos. A continuación se proporcionan ejemplos:

• El daño nervioso óptico en la izquierda (por ejemplo, la transección del nervio óptico izquierdo, CN II, en algún lugar entre la retina y el chiasma óptico, dañando así la extremidad aferente izquierda, dejando intacto el resto de la vía neuronal de reflejo de luz pupillar) tendrá los siguientes hallazgos clínicos:
  • El reflejo directo izquierdo se pierde. Cuando el ojo izquierdo es estimulado por la luz, ni los pupilas constrictan. Las señales diferentes del ojo izquierdo no pueden pasar por el nervio óptico izquierdo transectado para alcanzar la extremidad eferente intacta a la izquierda.
  • El reflejo consensual adecuado se pierde. Cuando el ojo izquierdo es estimulado por la luz, las señales aferentes del ojo izquierdo no pueden pasar por el nervio óptico izquierdo transecto para alcanzar la extremidad eferente intacta a la derecha.
  • El reflejo directo derecho está intacto. El reflejo directo de la luz de la pupila derecha implica el nervio óptico derecho y el nervio oculomotor derecho, que ambos están intactos.
  • El reflejo consensual izquierdo está intacto. El reflejo de luz consensual de la pupila izquierda implica el nervio óptico derecho y el nervio oculomotor izquierdo, que son ambos indignos.
• El daño nervioso oculomotor en la izquierda (por ejemplo, la transección del nervio oculomotor izquierdo, CN III, por lo tanto dañando la extremidad eferente izquierda) tendrá los siguientes hallazgos clínicos:
  • El reflejo directo izquierdo se pierde. Cuando el ojo izquierdo es estimulado por la luz, la pupila izquierda no constricta, porque las señales eferentes no pueden pasar desde el cerebro medio, a través del CN III izquierdo, al esfínter pupillar izquierdo.
  • El reflejo consensual derecho está intacto. Cuando el ojo izquierdo es estimulado por la luz, la pupila derecha constricta, porque la extremidad aferente en la izquierda y la extremidad eferente en la derecha están ambos intactos.
  • El reflejo directo derecho está intacto. Cuando la luz es brillante en el ojo derecho, la pupila derecha constricts. El reflejo directo de la pupila derecha no está afectado, La extremidad aferente derecha, CN II derecho, y la extremidad eferente derecha, CN III derecho, están ambos intactos.
  • El reflejo consensual izquierdo se pierde. Cuando el ojo derecho es estimulado por la luz, la pupila izquierda no constricta consensualmente. La extremidad aferente derecha está intacta, pero la extremidad eferente izquierda, la CN III izquierda, está dañada.

Ejemplo de localización de lesiones

Por ejemplo, en una persona con reflejo directo izquierdo anormal y reflejo consensual derecho anormal (con reflejos consensual izquierdo normal y reflejo directo derecho normal), lo que produciría una pupila izquierda de Marcus Gunn, o lo que se llama defecto pupilar aferente izquierdo, por examen físico. La localización de la lesión se puede deducir de la siguiente manera:

1. El reflejo consensual izquierdo es normal, por lo tanto los segmentos 2, 4 y 7 son normales. La lesión no se encuentra en ninguno de estos segmentos.
2. El reflejo directo derecho es normal, por lo tanto los segmentos 2, 6, y 8 son normales. Combinando con normales anteriores, los segmentos 2, 4, 6, 7, y 8 son todos normales.
3. Los segmentos restantes donde se encuentra la lesión son segmentos 1, 3 y 5. Las posibles combinaciones y permutaciones son: a) segmento 1 únicamente, b) segmento 3 únicamente, c) segmento 5 únicamente, d) combinación de segmentos 1 y 3, e) combinación de segmentos 1 y 5, f) combinación de segmentos 3 y 5, y g) combinación de segmentos 1, 3 y 5.
4. Las opciones b) y c) se eliminan porque la lesión aislada en el segmento 3 sola o solo en el segmento 5 no puede producir las anomalías del reflejo de la luz en cuestión.
5. Una lesión única en cualquier parte del segmento 1, la extremidad aferente izquierda, que incluye la retina izquierda, el nervio óptico izquierdo y el núcleo pretectal izquierdo, puede producir las anomalías del reflejo de luz observadas. Ejemplos de patologías del segmento 1 incluyen neuritis óptica izquierda (inflamación o infección del nervio óptico izquierdo), desapego de la retina izquierda y un pequeño golpe aislado que implica sólo el núcleo pretectal izquierdo. Por consiguiente, son posibles las opciones a), d), e), f), y g).
6. Una lesión combinada en los segmentos 3 y 5 como causa de defecto es muy poco probable. Los golpes microscópicamente precisos en el cerebro medio, que implican el núcleo pretectal izquierdo, los núcleos bilaterales Edinger-Westphal, y sus fibras interconectadas, podrían producir teóricamente este resultado. Además, el segmento 4 comparte el mismo espacio anatómico en el cerebro medio como el segmento 3, por lo tanto el segmento 4 probablemente se verá afectado si el segmento 3 está dañado. En este entorno, es muy poco probable que se mantenga el reflejo consensual izquierdo, que requiere un segmento 4 intacto. Por consiguiente, se eliminan las opciones d), f), y g), que incluyen el segmento 3. Las opciones restantes son a) y e).
7. Basado en el razonamiento anterior, la lesión debe involucrar segmento 1. Los daños al segmento 5 pueden acompañar una lesión del segmento 1, pero es innecesario para producir los resultados de reflejo de luz anormales en este caso. La opción e) implica una lesión combinada de los segmentos 1 y 5. La esclerosis múltiple, que a menudo afecta múltiples sitios neurológicos simultáneamente, podría causar potencialmente esta lesión combinada. En toda probabilidad, la opción a) es la respuesta. La neuroimagen, como la resonancia magnética, sería útil para confirmar los hallazgos clínicos.

Influencias cognitivas

La respuesta pupilar a la luz no es puramente reflexiva, sino que está modulada por factores cognitivos, como la atención, la conciencia y la forma en que se interpreta la información visual. Por ejemplo, si se presenta un estímulo brillante a un ojo y un estímulo oscuro al otro, la percepción se alterna entre los dos ojos (es decir, rivalidad binocular): a veces se percibe el estímulo oscuro, a veces el estímulo brillante, pero nunca ambos. al mismo tiempo. Utilizando esta técnica, se ha demostrado que la pupila es más pequeña cuando un estímulo brillante domina la conciencia, en comparación con cuando un estímulo oscuro domina la conciencia. Esto muestra que el reflejo luminoso pupilar está modulado por la conciencia visual. De manera similar, se ha demostrado que la pupila se contrae cuando se presta atención de manera encubierta (es decir, sin mirar) a un estímulo brillante, en comparación con un estímulo oscuro, incluso cuando la información visual es idéntica. Además, la magnitud del reflejo pupilar a la luz después de una sonda que distrae está fuertemente correlacionada con el grado en que la sonda capta la atención visual e interfiere con el desempeño de la tarea. Esto muestra que el reflejo pupilar a la luz está modulado por la atención visual y la variación de la atención visual prueba por prueba. Finalmente, una imagen que se percibe subjetivamente como brillante (por ejemplo, una imagen del sol), provoca una constricción pupilar más fuerte que una imagen que se percibe como menos brillante (por ejemplo, una imagen de una escena interior), incluso cuando el brillo objetivo de ambas Las imágenes son iguales. Esto muestra que el reflejo luminoso pupilar está modulado por el brillo subjetivo (en contraposición al objetivo).

Modelo matemático

El reflejo de la luz pupilar se modela como una ecuación diferencial de retardo no lineal con base fisiológica que describe los cambios en el diámetro de la pupila en función de la iluminación ambiental:

${displaystyle {begin{aligned}M(D){} {tanh ^{-1}left({frac] {D-4.9}{3}right){frac {mathrm {d} M}{mathrm {d} {frac} {mathrm {d} {}}+2.3026tanh ^{-1}left({frac {4.9}{3}}right) {fnMicrosoft Sans Serif} {fnMicrosoft Sans Serif}$

Donde ${displaystyle D}$ es el diámetro de la pupila medido en milímetros y ${displaystyle Phi (t-tau)}$ es la intensidad luminosa alcanzando la retina en un tiempo ${displaystyle t}$, que se puede describir como ${displaystyle Phi =IA}$: luminancia alcanzando el ojo en lumens/mm² veces el área de la pupila en mm². ${displaystyle tau }$ es la latencia pupillar, un retraso de tiempo entre el instante en que el pulso de luz llega a la retina y el comienzo de la reacción iridal debido transmisión nerviosa, excitación neuromuscular y retrasos de activación. ${displaystyle mathrm {d} M}$, ${displaystyle mathrm {d} D}$ y ${displaystyle mathrm {d} t}$ son los derivados para los ${displaystyle M}$ función, diámetro del alumno ${displaystyle D}$ y tiempo ${displaystyle t}$.

Dado que la velocidad de constricción de la pupila es aproximadamente 3 veces más rápida que la velocidad de (re)dilatación, se deben utilizar diferentes tamaños de paso en la simulación del solucionador numérico:

${displaystyle {begin{aligned}mathrm {d} t_{c} {T_{c}-T_{p} {S}\m} t_{d} {T_{c}-T_{p} {3S}end{aligned}}$

Donde ${displaystyle mathrm {d} T_{c}$ y ${displaystyle mathrm {d} t_{d}$ son respectivamente ${displaystyle mathrm {d} t}$ para constricción y dilatación medida en milisegundos, ${displaystyle T_{c}$ y ${displaystyle T_{p}$ son respectivamente los tiempos de simulación actuales y anteriores (tiempos desde que comenzó la simulación) medidos en milisegundos, ${displaystyle S.$ es una constante que afecta la velocidad de constrictión/dilatación y varía entre los individuos. Cuanto mayor sea ${displaystyle S.$ valor, menor es el paso del tiempo utilizado en la simulación y, en consecuencia, menor es la velocidad de constricción/dilatación del alumno.

Para mejorar el realismo de las simulaciones resultantes, el efecto hippus se puede aproximar añadiendo pequeñas variaciones aleatorias a la luz ambiental (en el rango de 0,05 a 0,3 Hz).