Sistema Otticocinetico

Il sistema  otticocinetico

Questo sistema è ritenuto una versione di ordine inferiore dei movimenti di inseguimento. Mentre questi si attivano più spesso con stimoli visivi puntiformi, gli stimoli più adeguati per indurre un nistagmo otticocinetico occupano una larga porzione del campo visivo e si muovono con un moto uniforme relativamente lento. Quando il capo è fisso l’immagine mobile favorisce un movimento oculare di inseguimento involontario, prodotto dalla stimolazione del campo retinico periferico.  Quando la deviazione del bulbo oculare nel suo movimento di inseguimento dei bersagli raggiunge la massima estensione scatta un movimento rapido (saccade) di direzione opposta che riporta l’occhio in posizione centrale. Si attua così una successione di fasi lente e rapide, che costituisce il nistagrno otticocinetico. Il fenomeno è facilmente osservabile nei passeggeri del treno che guardano dal finestrino. Se oltre al movimento del campo visivo si associa un movimento della testa il sistema otticocinetico aumenta la prestazione del VOR, combinando lo stimolo visivo e lo stimolo vestibolare per adeguare al meglio la velocità della fase lenta del movimento oculare  Il riflesso optocinetico è un riflesso di stabilizzazione oculare messo in atto in occasione dello scorrimento retinico dell'immagine di un bersaglio visuale. Esso coinvolge delle vie sottocorticali (sistema ottico accessorio) che si proiettano in seguito direttamente o indirettamente (attraverso il cervelletto) sui nuclei vestibolari. Sono descritti due tipi di nistagmo optocinetico: il nistagmo passivo, dove il soggetto guarda davanti a sé senza cercare di seguire le bande luminose della stimolazione optocinetica, e il nistagmo attivo dove il soggetto cerca di seguire le bande luminose. In quest'ultimo caso, esso si confonde con il sistema di inseguimento. , Nei test clinici il nistagmo otticocinetico è registrato con il capo fermo, utilizzando come stimoli visivi una successione di bande bianco-nere presentate in scorrimento (Fig. 1) sul piano orizzontale dirette verso destra e/o sinistra, e sul piano verticale dirette in alto e/o in basso.

Fig.1. Il Ny otticocinetico può essere facilmente evocato stimolando continuamente la retina con una successione di bande bianche e nere (tamburo ruotante) La direzione di scorrimento delle bande induce un Ny con tase lenta nella stessa direzione

Alterazioni della morfologia del Ny otticocinetico (disritmia) sono osservabili in presenza di lesioni del tronco che interessano il meccanismo della fase rapida del Ny. Una disorganizzazione marcata o l’assenza del Ny otticocinetico suggeriscono la presenza di lesioni emisferiche e della corteccia temporale. Come in tutti i movimenti oculari, anche disordini dei nuclei oculomotori o della muscolatura oculare possono alterare il Ny otticocinetico. Un’asimmetria dilato del Ny otticocinetico può indicare che un Ny spontaneo di origine labirintica si sovrappone al Ny otticocinetico.

OKN può essere utile per il rilevamento di simulazione di malattia o di mancanza di collaborazione, perché ci vuole un po 'di sforzo per bloccare OKN.

In pratica, il soggetto deve essere posto davanti a uno schermo ampio che copra almeno il 60° del campo visivo, liscio, e sul quale passano delle bande nere e bianche, che possono scorrere nel piano orizzontale o nel piano verticale. La velocità della stimolazione è costante e può variare tra 10 e 80°/s. Possono essere impartiti due tipi di ordine: lasciare lo sguardo in avanti passivo senza istruzione particolare: si esplorano in questo caso le vie del nistagmo optocinetico sottocorticale; fissare ciascuna delle bande che passano attraverso il centro del campo visivo: viene allora studiato il sistema di inseguimento. Pochi centri dispongono a tutt'oggi di un tale dispositivo sperimentale per realizzare questo tipo di stimolazione. Questa è la ragione per la quale si sono sviluppate recentemente delle stimolazioni optocinetiche su uno schermo di computer. Tuttavia, tali schermi sono ancora poco adatti all'analisi di questo riflesso.

Nel soggetto normale, questa stimolazione induce una sensazione di trasporto circolare. Un nistagmo oculare, la cui fase lenta è orientata in direzione dello spostamento dello stimolo, è evocato nel piano orizzontale o verticale secondo la direzione del movimento delle strisce. Si può allora misurare il guadagno del nistagmo optocinetico e le asimmetrie destra-sinistra e alto-basso.

Le lesioni vestibolari periferiche monolaterali si traducono in una diminuzione del guadagno del riflesso optocinetico per stimoli orientati verso il lato della lesione. Queste asimmetrie del guadagno diminuiscono con il tempo. [65] Lo studio del nistagmo post-optocinetico e della sua costante temporale può essere interessante. In effetti, alla sospensione della stimolazione opto cinetica provocata per esempio spegnendo improvvisamente la luce, il nistagmo post-optocinetico osservato nel soggetto normale e orientato in senso inverso al nistagmo iniziale è definitivamente abolito.

Le cause dei disturbi OKN

Disturbi visivi

Disturbi del sistema di Pursuit (ad esempio una lesione flocculare, farmaci)

Paralisi sopranucleare progressiva (PSP)

Un nistagmo congenito sovrapposto

Nistagmo optocinetico (approfondimento)

Il nistagmo optocinetico è un movimento ondulatorio ma involontario effettuato dai bulbi oculari. È un riflesso che appare ogni volta che si fissano degli oggetti che presentano un rapido movimento regolare: come il paesaggio che scorre al di là dei finestrini di un treno in movimento, o una trottola che gira su sé stessa. Il nistagmo ottico-cinetico (OKN) è un riflesso oculomotorio caratterizzato da un nistagmo bifasico conseguente al movimento unidirezionale del mondo circostante rispetto all’occhio. Per evocare il riflesso è importante che l’ambiente muova come “un tutto”: in effetti lo spostamento di una mira luminosa anche piccola, purché avvenga in assenza di altri riferimenti visivi stazionari, è sufficiente a scatenare il riflesso.

La stabilizzazione del mondo esterno sulla retina permette una visione nitida: uno scivolamento retinale delle immagini a velocità superiori a 3°-5°/sec determina oscillopsia. Il riflesso vestibolo-oculare (VOR) ed il riflesso OKN sono complementari nella stabilizzazione delle immagini: il primo utilizza segnali di origine vestibolare per alte frequenze (0,5-5 cicli/sec), tali da genera-re risposte oculomotorie di direzione opposta, mentre, in condizioni di rotazione a bassa frequenza o prolungate, l’OKN, attivato dallo scivolamento retinico, integra il VOR facendo ruotare gli occhi in direzione del movimento del campo visivo. In effetti la latenza della risposta OKN è di circa 100 msec, quella del VOR al contrario è inferiore a 16 msec. Classicamente viene distinto un OKN corticale e uno sottocorticale (teer Braak,1936). L’OKN corticale, identificabile con il sistema di inseguimento lento (IL) o Smooth Pursuit (SP), risponde a stimoli prevalentemente foveali e si realizza quando il soggetto fissa con attenzione gli oggetti in movimento unidirezionale (looking-nystagmus), mentre quello sottocorticale (stare-nystagmus) viene evocato da oggetti di grandi dimensioni in movimento, tali da occupare tutto il campo visivo. L’OKN sottocorticale inoltre è tipico degli animali afoveati e più difficile da dimostrare nell’uomo.

Negli animali con occhi frontali e con fovea nella fase lenta del nistagmo è possibile distinguere una componente veloce (early component), espressione del sistema diretto (Lisberger e coll.,1981), e una risposta lenta (late component), che sembra caricare come un integratore neurale, in relazione al sistema indiretto (Raphan e coll., 1979; Cohen e coll., 1977;1981).

I due sistemi, corticale (diretto) e sottocorticale (indiretto), dotati di caratteristiche diverse, commutano l’uno nell’altro. Infatti a piccole velocità di scivolamento retini¬co la stabilizzazione è essenzialmente dovuta al sistema sottocorticale, dotato di lunga costante di tempo, mentre, a velocità di scivolamento oltre i 30°-60°/sec., il sistema

Fasi

Esso è composto in due fasi: un lento movimento a seguire un oggetto e un rapido ritorno degli occhi quando l'oggetto in questione esce dal campo visivo, in modo che gli occhi possano nuovamente inseguire un altro oggetto del campo visivo. I movimenti degli occhi detti "a seguire" sono mediati dal campo oculare occipitale, area corticale del lobo occipitale.

Elementi condizionanti

Tale forma di nistagmo è condizionata dalla forza di gravità, infatti diversi studi hanno accertato che la risposta cambia a seconda della direzione della gravità facendo riferimento sia al corpo che alla testa.[1]

Uno studio ha dimostrato che riducendo l'illuminazione, negli anziani la fase "lenta" del nistagmo optocinetico rallenta, mentre questo non accade nei giovani (Hine TJ, 2006).

Il nistagmo optocinetico è analogo al nistagmo vestibolare, anche se quest'ultimo è determinato da stimoli dell'apparato vestibolare ed è utile per coordinare i movimenti degli occhi con quelli della testa e per mantenere la fissazione dello sguardo.

Alcuni farmaci, come il diazepam, provocano un aumento della frequenza del fenomeno (Wang C,2005) mentre lesioni unilaterali al sistema nervoso centrale possono ridurlo( Valmaggia C.,2005)

STUDIO DEL SISTEMA VESTIBULO-OCULOMOTORIO (NY OTTICOCINETICO)

i movimenti optocinetici o riflessi optocinetici o nistagmo optocinetico, che mantengono stabili le immagini sulla retina durante i movimenti rotatori prolungati del capo, sono caratterizzati dallo stesso andamento oscillatorio degli occhi che caratterizza il nistagmo vestibolare, ma sono dovuti ai movimenti di tutte (o gran parte) le immagini visive sulla retina, come si verifica quando si ruota il capo, compensando, così, le imprecisioni del nistagmo vestibolare. Si può far insorgere un riflesso optocinetico ponendo un soggetto all'interno di un cilindro a strisce bianche e nere verticali. Quando il cilindro ruota, si manifesta un nistagmo optocinetico, che è simile al nistagmo vestibolare che si svilupperebbe se la sedia sulla quale il soggetto è seduto venisse fatta ruotare in direzione opposta, ed il soggetto prova la sensazione di essere lui stesso a ruotare.
La risposta del riflesso optocinetico dipende da strutture sia corticali che sottocorticali; fra queste ultime sono comprese anche i nuclei vestibolari che, tramite il pretetto, ricevono informazioni dalla retina. La componente corticale comprende l'area visiva primaria, cui, a questo scopo, arrivano fibre dagli strati magnocellulari del nucleo genicolato laterale, ed altre aree visive corticali.

Nistagmo optocinetico

Il riflesso optocinetico è un riflesso di stabilizzazione oculare messo in atto in occasione dello scorrimento retinico dell'immagine di un bersaglio visuale. Esso coinvolge delle vie sottocorticali (sistema ottico accessorio) che si proiettano in seguito direttamente o indirettamente (attraverso il cervelletto) sui nuclei vestibolari. Sono descritti due tipi di nistagmo optocinetico: il nistagmo passivo, dove il soggetto guarda davanti a sé senza cercare di seguire le bande luminose della stimolazione optocinetica, e il nistagmo attivo dove il soggetto cerca di seguire le bande luminose. In quest'ultimo caso, esso si confonde con il sistema di inseguimento.

In pratica, il soggetto deve essere posto davanti a uno schermo ampio che copra almeno il 60° del campo visivo, liscio, e sul quale passano delle bande nere e bianche, che possono scorrere nel piano orizzontale o nel piano verticale. La velocità della stimolazione è costante e può variare tra 10 e 80°/s. Possono essere impartiti due tipi di ordine: lasciare lo sguardo in avanti passivo senza istruzione particolare: si esplorano in questo caso le vie del nistagmo optocinetico sottocorticale; fissare ciascuna delle bande che passano attraverso il centro del campo visivo: viene allora studiato il sistema di inseguimento. Pochi centri dispongono a tutt'oggi di un tale dispositivo sperimentale per realizzare questo tipo di stimolazione. Questa è la ragione per la quale si sono sviluppate recentemente delle stimolazioni optocinetiche su uno schermo di computer. Tuttavia, tali schermi sono ancora poco adatti all'analisi di questo riflesso.

Nel soggetto normale, questa stimolazione induce una sensazione di trasporto circolare. Un nistagmo oculare, la cui fase lenta è orientata in direzione dello spostamento dello stimolo, è evocato nel piano orizzontale o verticale secondo la direzione del movimento delle strisce. Si può allora misurare il guadagno del nistagmo optocinetico e le asimmetrie destra-sinistra e alto-basso.

Le lesioni vestibolari periferiche monolaterali si traducono in una diminuzione del guadagno del riflesso optocinetico per stimoli orientati verso il lato della lesione. Queste asimmetrie del guadagno diminuiscono con il tempo. <sup>[65 Vitte E., Semont A., Berthoz A. Repeated optokinetic stimulation in conditions of active standing facilitates recovery from vestibular deficits Exp. Brain Res. 1994 ;  102 : 141-148

Clicca qui per andare alla sezione Riferimenti]</sup> Lo studio del nistagmo post-optocinetico e della sua costante temporale può essere interessante. In effetti, alla sospensione della stimolazione optocinetica provocata per esempio spegnendo improvvisamente la luce, il nistagmo post-optocinetico osservato nel soggetto normale e orientato in senso inverso al nistagmo iniziale è definitivamente abolito.

Le cause dei disturbi OKN

Disturbi visivi (come la retinite pigmentosa o solo cecità)

Un sofferenza del  Pursuit  (cioè una lesione flocculare, farmaci) alterano la  fase rapida (ad esempio PSP) sovrapposto nistagmo  congenito

BIBLIOGRAFIA

Dellepiane M, Medicina MC, Barettini L, Mura AC. Correlation between vestibule-ocular reflex

and optokinetic afternystagmus in normal subjects and in patients with vestibular system disorders.

Acta Otorhinolaryngologica Italica 2006;26:20-24.

Dellepiane M, Mora R, Salami A. Vestibular and optokinetic nystagmus in the ketamine-anesthetized rabbit. International Tinnitus Journal 2007;13:15-20.

Dieterich M . Brainstem and cerebellar fMRI-activation during horizontal and vertical optokinetic

stimulation. Exp Brain Res. 2006;174:312-23.

Hine TJ, Wallis G, Wood JM, Stavrou EP. (dicembre 2006). Reflexive optokinetic nystagmus in younger and older observers under photopic and mesopic viewing conditions. Invest Ophthalmol Vis Sci. 47: 5288-5294.

Salami A, Filippi P, Mora E. Il comportamento del nistagmo ottico-cinetico e del nistagmo d’interazione otticovestibolare nella patologia della fossa posteriore. VII Giornata Italiana di Nisatgmografia Clinica su Terapia chirurgica della vertigine: indicazioni, limiti, prospettive. ENG e patologie della fossa posteriore (a cura di Dufour A), Terme di Cianciano 1987.

Salami A, Dellepiane M, Crippa B, Barettini L, Mora R. Visual-vestibular interaction test in the diagnosis of vertigo in children. International journal of Pediatric Otorhinolaryngology. 2008;72: 1-7.

Wang C, Tian J, Liang P, Sun F. (dicembre 2005). Diazepam-induced changes of optokinetic nystagmus fast phase. Exp Brain Res. 167: 446-450.

Valmaggia C, Proudlock F, Gottlob I. (marzo 2005). Asymmetry of the optokinetic nystagmus in lesion of the central nervous system. Klin Monatsbl Augenheilkd. 222: 191-195.

Kaga K, Nakamura M, Furuya N, Shindo M. Analysis of optokinetic nystagmus in patients with

lesions on the left unilateral parietal lobe or the entire left hemisphere. Acta Otolaryngol Suppl.

2001;545:166-9.

Kitama T, Ishida M, Luan H, Kawasaki T, Sato Y. (agosto 2001). Difference between horizontal and vertical optokinetic nystagmus in cats at upright position. Jpn J Physiol. 51: 463-474.

Kveton JF, Linch C, Bell M. Comparison of optokinetic nystagmus elicited by full versus partial

visual field stimulation: diagnostic implications. Otolaryngolgy Head and Neck Surgery. 52,55,1999

 Hanke FD, Hanke W, Hoffmann KP, Dehnhardt G. (gennaio 2008). Optokinetic nystagmus in harbor seals (Phoca vitulina). Vision Res. 48: 304-315.