La maggior parte della batteria di test per valutare il sistema vestibolare è fatta indirettamente attraverso la misurazione dei movimenti oculari. Poiché gran parte dei test vestibolari si basa sull’interpretazione dei movimenti oculari, è fondamentale che il clinico vestibolare capisca come si muovono gli occhi, i loro limiti di movimento, l’impatto dei movimenti oculari sulla visione e i potenziali disturbi dei muscoli extraoculari (EOM). Ciò che segue fornirà un’introduzione approfondita a questi concetti con l’obiettivo di aumentare il vostro comfort e la capacità di trattare i movimenti oculari nella clinica.
Anatomia dei muscoli extraoculari1 2 3
FIGURA 1. Fonte: Wikimedia Commons
Ci sono sei muscoli (per occhio) responsabili della generazione di tutti i movimenti degli occhi nelle loro orbite ossee:
- Retto laterale (LR)
- Retto mediale (MR)
- Retto superiore (SR)
- Retto inferiore (IR)
- Obliquo superiore (SO)
- Obliquo inferiore (IO)
Se considerati insieme, ad eccezione dell’obliquo inferiore, questi muscoli assumono la forma di un cono. Si attaccano all’occhio ad un’estremità (apertura del cono) e convergono su un anello tendineo chiamato anello di Zinn (vertice del cono). Questo può essere visto nella figura 1, insieme all’attacco dell’obliquo inferiore alla porzione nasale dell’orbita ossea.
I muscoli retto superiore e obliquo superiore si attaccano alla parte superiore dell’occhio. Il retto inferiore e l’obliquo inferiore si attaccano alla parte inferiore dell’occhio. Il retto laterale e il retto mediale attaccano rispettivamente i lati più lontani e più vicini al naso. Nonostante l’obliquo superiore appartenga al cono, prende un percorso indiretto prima di unirsi agli altri EOM all’anulus di Zinn; l’SO si attacca alla parte superiore dell’occhio, passa attraverso un anello fibroso, chiamato “troclea”, e poi converge con gli altri EOM (vedi figura 1).
La troclea agisce come una puleggia per l’SO e cambia l’angolo di trazione esercitato sull’occhio. Questo permette all’SO di ruotare l’occhio in modo opposto all’obliquo inferiore, che, ricordiamo, ha anche un angolo unico perché si attacca alla porzione nasale dell’orbita ossea invece che al vertice del cono EOM.
Movimenti dei muscoli extraoculari1 2 3
Questa sezione potrebbe sembrare un po’ scoraggiante dopo aver esaminato la figura 1, ma siate certi che i movimenti oculari coinvolgono meccaniche intuitive e sono in realtà abbastanza semplici. Infatti, un semplice test di motilità oculare al letto (ad esempio, parte di un esame standard dei nervi cranici al letto) invoca le sei direzioni cardinali dello sguardo e quindi testa tutti e sei i muscoli extraoculari di entrambi gli occhi. Per coloro che non hanno familiarità con questo test, il paziente tiene semplicemente la testa ferma e segue il dito del clinico (o un altro oggetto) mentre “disegna” una “H” maiuscola davanti al paziente (vedi figura 2).
Test di oculomotilità al lettoFIGURA 2.
Muovi gli occhi in coppia
Hai appena imparato le sei direzioni cardinali dello sguardo esaminando la figura 2. Tutti questi movimenti sono “accoppiati”, il che significa che gli EOM di entrambi gli occhi lavorano insieme per muovere gli occhi nella stessa direzione allo stesso tempo; quello che fa un occhio, l’altro lo fa automaticamente. Per esempio, se qualcosa cattura il vostro sguardo a sinistra e il vostro occhio sinistro si muove rapidamente per mettere a fuoco la scena, non dovete consapevolmente e separatamente dire al vostro occhio destro di muoversi verso sinistra. Poiché questa direzione di sguardo (“sinistra”) è un movimento oculare accoppiato, entrambi gli occhi rispondono.
Il prossimo passo è quello di scavare un po’ più a fondo e discutere quali muscoli oculari extraoculari sono associati a quali movimenti, e quali coppie di EOM sono collegate tra loro. Tratteremo ciascuna delle sei direzioni cardinali dello sguardo, così come lo sguardo verso l’alto e verso il basso e la convergenza.
” Guardare a destra (Destroversione): Sapete già che il retto laterale si attacca al lato dell’occhio più lontano dal naso. Tenendo presente che i muscoli possono solo contrarsi, ha perfettamente senso che la LR ruoti l’occhio lontano dal naso. Così quando si guarda a destra, la LR dell’occhio destro causa la rotazione verso destra nell’orbita. Il movimento dell’occhio lontano dal naso è chiamato abduzione.
Ma che dire dell’occhio sinistro? La LR dell’occhio sinistro ruoterebbe l’occhio a sinistra, quindi non serve in questo caso. Hai imparato che il retto mediale si attacca al lato dell’occhio più vicino al naso, che tirerebbe l’occhio sinistro verso il lato destro. Il RM ruota l’occhio verso il naso. Il movimento verso il naso è chiamato adduzione. E proprio così, avete incontrato la vostra prima coppia di muscoli extraoculari accoppiati: il LR destro e il MR sinistro (vedi figura 3).
FIGURA 3.
” Guardare a sinistra (levoversione): Questo sguardo richiede gli stessi movimenti del guardare a destra, ma nella direzione opposta. È davvero facile come invertire l’EOM che abbiamo appena imparato sopra per ottenere lo sguardo verso sinistra: MR destro e LR sinistro (vedi figura 4). In altre parole, l’occhio destro ora deve muoversi verso il naso, mentre l’occhio sinistro deve allontanarsi dal naso.
FIGURA 4.
” Guardare a destra e in alto (Dextroelevazione): Questa direzione ha un po’ più di sfumature, ma è ancora facile da comprendere. Come visto sopra, guardare a destra coinvolge la LR destra (abduzione) e la MR sinistra (adduzione). A causa della meccanica dell’EOM, quando l’occhio destro è completamente abdotto (lontano dal naso) può essere elevato solo dal retto superiore. Al contrario, quando l’occhio sinistro è completamente addotto (verso il naso) può essere sollevato solo dall’obliquo inferiore. Così incontriamo un’altra coppia di muscoli accoppiati nel guardare a destra e in alto: il SR destro e l’IO sinistro (vedi figura 5).
FIGURA 5.
” Guardare a sinistra e in alto (levoelevazione): Proprio come per lo sguardo a destra vs. sinistra, guardare a destra e in alto vs. guardare a sinistra e in alto coinvolge gli stessi principi e muscoli, ma applicati agli occhi opposti. Ciò significa che l’occhio sinistro è ora abdotto (lontano dal naso), quindi può essere elevato solo con la SR. L’occhio destro è ora addotto (verso il naso), quindi può essere elevato solo dall’IO. Questa coppia di muscoli accoppiati è: l’IO destro e la SR sinistra (vedi figura 6).
FIGURA 6.
” Guardare a destra e in basso (Destrodepressione): Guardare a destra e in basso coinvolge ancora la LR destra (abduzione) e la MR sinistra (adduzione) – che molto è lo stesso in questa direzione di sguardo. Simile ma nuovo, a causa della meccanica dell’EOM, quando l’occhio destro è completamente abdotto (lontano dal naso) può essere depresso solo dal retto inferiore. Al contrario, quando l’occhio sinistro è completamente addotto (verso il naso) può essere depresso solo dall’obliquo superiore. Perciò, guardare a destra e in basso invoca i seguenti muscoli appaiati: l’IR destro e l’SO sinistro (vedi figura 7).
FIGURA 7.
” Guardare a sinistra e in basso (Levodepressione): Coerentemente con lo schema finora, guardare a sinistra e in basso è semplicemente una questione di usare l’EOM opposto quando si guarda a destra e in basso: SO destro e IR sinistro (vedi figura 8). Questo è dovuto al fatto che l’occhio destro è addotto (depresso dall’SO quando è verso il naso) e l’occhio sinistro è abdotto (depresso dall’IR quando è lontano dal naso).
FIGURA 8.
” Guardare dritto verso il basso (infraversione): Anche lo sguardo verso il basso coinvolge due muscoli, ma questa volta il LR e il MR non sono coinvolti. Invece, entrambi i muscoli rotatori verso il basso sono impegnati simultaneamente: l’IR e l’SO di destra, e l’IR e l’SO di sinistra. La meccanica dietro questo (molto semplificata) si riferisce ai diversi angoli di attacco dell’IR e dell’SO; questo è anche il motivo per cui l’IR e l’SO sono limitati a deprimere l’occhio durante l’adduzione e l’adduzione, rispettivamente. Quando l’IR e l’SO si contraggono simultaneamente, le forze verso il naso e lontano dal naso causano la rotazione dell’occhio verso il basso (vedi figura 9).
FIGURA 9.
” Guardare dritto verso l’alto (sopraversione): Questa coppia di muscoli accoppiati non offre sorprese: guardare in alto usa gli stessi principi del guardare in basso, ma con i muscoli opposti: il SR e l’IO di destra, e l’IO e il SR di sinistra (vedi figura 10).
FIGURA 10.
” Incrociare gli occhi (convergenza): La convergenza si verifica quando i muscoli MR sinistro e destro sono contratti simultaneamente, ruotando entrambi gli occhi orizzontalmente verso il naso (vedi figura 11). Questo è più di un modo per visualizzare certe immagini 3D – gli occhi convergono quando un oggetto a fuoco si avvicina allo spettatore. L’opposto, la divergenza, non è elencato qui perché non si possono contrarre (volontariamente) entrambi i muscoli LR contemporaneamente.
FIGURA 11.
Ora conoscete le 6 direzioni cardinali dello sguardo (destra/su; destra; destra/giù; sinistra/su; sinistra; sinistra/giù), così come il resto dei movimenti degli occhi accoppiati (dritto su; dritto giù; convergenza). Cliccate sul seguente link per un ottimo simulatore oculare interattivo per mettere in pratica ciò che sapete. È possibile lesionare i muscoli e/o i nervi cranici (trattati più avanti in questo sito) e anche fare un quiz per isolare le lesioni. Alcune delle domande del quiz coinvolgono i nervi cranici, quindi potreste voler leggere quella sezione su questo sito prima di fare il quiz.
Leggi dei movimenti oculari1 2 3
Discuteremo ora brevemente diverse leggi che governano i movimenti degli occhi. Queste leggi ci aiuteranno a chiarire i limiti e i confini dei muscoli extra-oculari e gli orientamenti possibili degli occhi nelle loro orbite ossee.
La legge di Hering
La legge di Hering afferma che i muscoli appaiati ricevono la stessa quantità di innervazione, e allo stesso tempo. Questo può sembrare dolorosamente semplice, ma è un principio importante che sottolinea la connessione tra i muscoli e i movimenti che sono considerati “appaiati”. In effetti, questo principio spiega in parte perché entrambi gli occhi sono colpiti durante il nistagmo patologico. Un esempio di questa legge sarebbe l’innervazione uguale e simultanea del LR sinistro e del MR destro quando si guarda a sinistra. La legge di Hering è l’essenza di ciò che rende questi movimenti concatenati.
La legge di Sherrington
La legge di Sherrington spiega che ogni aumento dell’innervazione di un muscolo agonista deve includere anche una simultanea diminuzione dell’innervazione del muscolo antagonista. Definiamo questi due termini per capire meglio questa legge.
La versione breve di queste definizioni formali può essere riformulata come un muscolo agonista è il muscolo che lavora per ottenere un’azione desiderata (ad esempio guardare a sinistra), mentre un muscolo antagonista esiste per eseguire l’azione opposta (ad esempio guardare a destra). Ciò che è importante tenere a mente è che queste etichette sono relative: per esempio, se l’azione desiderata è guardare a destra, i muscoli coinvolti diventano i muscoli agonisti e quelli responsabili di guardare a sinistra diventano gli antagonisti.
La legge di Sherrington è quindi abbastanza ragionevole: un aumento dell’innervazione del muscolo agonista (che compie un movimento desiderato) deve essere accompagnato da un’uguale diminuzione dell’innervazione dell’antagonista di quel muscolo (il muscolo che farebbe il contrario). Questa legge illustra bene la relazione tra muscoli extraoculari agonisti/antagonisti accoppiati. Un diagramma può aiutare a consolidare questo punto (vedi figura 12 qui sotto).
FIGURA 12. EOM agonista/antagonista quando si guarda a sinistra e a destra.
Dalla figura 12 si può facilmente vedere che la LR e la MR sono muscoli agonisti/antagonisti accoppiati. Quando uno si contrae, l’altro deve rilassarsi, altrimenti i muscoli sarebbero in lotta tra loro e l’occhio rimarrebbe immobile. I sei EOM possono essere raggruppati in tre coppie di muscoli agonisti/antagonisti quando si considera un solo occhio:
- Coppie agonista/antagonista nello stesso occhio
- Retto laterale vs. Retto mediale
- Retto superiore vs. Retto inferiore
- Obliquo superiore vs. Obliquo inferiore
Abbiamo già visto le coppie (sebbene senza la terminologia agonista/antagonista) quando consideriamo entrambi gli occhi nella nostra discussione sulle direzioni cardinali dello sguardo (figure 3 – 10). La tabella qui sotto riassume le coppie di agonisti quando si considerano entrambi gli occhi, per vostro riferimento:
TABELLA 1. Le coppie di muscoli agonisti in entrambi gli occhi.
| Right Eye | Left Eye | Movement |
|---|---|---|
| Lateral Rectus | Medial Rectus | Move the globe to the right |
| Medial Rectus | Lateral Rectus | Move the globe to the left |
| Superior Rectus | Inferior Oblique | Move the globe upward |
| Inferior Oblique | Superior Rectus | Move the globe upward |
| Superior Oblique | Inferior Rectus | Move the globe downward |
| Inferior Rectus | Superior Oblique | Move the globe downward |
Donders’ Law
Before we discuss the next two laws (Donders’ and Listing’s) you should be aware of a fantastic, free tutorial of eye movements from the University of Western Ontario. It covers the next two laws, as well as immediately related topics in depth, in an interactive manner. It’s really worth visiting.
La legge di Donders riguarda la posizione dell’occhio nell’orbita quando guarda in una particolare direzione. Prima di poter approfondire, però, abbiamo bisogno di un po’ di informazioni di base.
L’EOM ha la capacità di muovere il globo dell’occhio in 3 dimensioni. Queste direzioni sono:
- Movimenti oculari in 3D
- Imbardata (da un lato all’altro)
- Passo (avanti-indietro)
- Rullo (in senso orario-antiorario)
FIGURA 13. Rotazione dell’occhio nel piano dell’imbardata (laterale).
FIGURA 14. Rotazione dell’occhio nel piano del passo (fronte-retro).
FIGURA 15. Rotazione dell’occhio nel piano di rollio (in senso orario-antiorario).
L’EOM può mettere a fuoco un oggetto sulla fovea (per una visione ottimale) usando solo movimenti verticali e orizzontali (2 dimensioni). A causa del grado di libertà fornito dal piano di rotazione (la terza dimensione), ci sono un certo numero di possibili gradi di orientamento che gli occhi possono assumere lungo il piano di rotazione con gli stessi risultati visivi (cioè l’oggetto messo a fuoco sulla fovea). Per esempio, dopo che i movimenti orizzontali e verticali mettono a fuoco un’immagine sulla fovea, in termini di acuità visiva, il globo tecnicamente ha la libertà di ruotare di 1, 2, 3, 4…. gradi nel piano di rollio verso destra o verso sinistra senza influenzare la visione. Ma la legge di Donders afferma che nonostante questi diversi orientamenti possibili, il globo assume sempre la stessa posizione (anche nel piano di rotolamento) mentre guarda in una data direzione. Quindi la legge di Donders non è un vincolo meccanico, ma neurale. Così, indipendentemente dalla serie di movimenti che l’occhio fa per guardare, per esempio, in basso e a destra, da qualsiasi posizione precedente, l’orientamento del globo nell’orbita ossea per “in basso e a destra” è sempre lo stesso.
La legge di Listing
La legge di Listing è come una legge di Donders più specifica: accetta che l’occhio abbia lo stesso orientamento tridimensionale per guardare in una data direzione (legge di Donders), e più specificamente fornisce un ragionamento su quale sia questo orientamento unico. Listing ha trovato che gli assi richiesti per far muovere il globo nelle direzioni cardinali dello sguardo e seguire la Legge di Donders sono tutti nello stesso piano. La figura 16 qui sotto mostra quello che è chiamato il piano di Listing:
FIGURA 16. Piano di Listing. Fonte: University of Western Ontario
Nota che tutti gli assi sono nel piano della scatola blu (il piano dello schermo del tuo computer). Questo ha importanti implicazioni sullo sforzo richiesto nel mantenere lo sguardo eccentrico (è ridotto) e una serie di altri fattori. Approfondire questo aspetto richiede una spiegazione della cinematica rotazionale, che non rientra nello scopo di questo sito. Basti dire che ci sono opzioni per i movimenti che gli occhi potrebbero fare, ma non lo fanno. L’interazione tra lo sforzo per mantenere lo sguardo fisso, l’elasticità muscolare e la viscosità sono da ricercare per conto proprio, ma non sono coperti qui.
Un’ultima parola sulla legge di Listing e sul piano. Ci sono, naturalmente, eccezioni a queste regole. Come avrete notato, il Piano di Listing è bidimensionale. Qualsiasi movimento dell’occhio che ruota intorno a un asse che sporge dal piano violerebbe la legge. Fate riferimento alla figura 15 qui sopra per rivedere il piano di rotolamento; quell’asse (la terza dimensione) violerebbe la legge di Listing. E noi, naturalmente, facciamo uso di movimenti oculari torsionali tutto il tempo. Un esempio fondamentale per i clinici dell’equilibrio è il VOR nel piano di rollio. Muovi la testa da una spalla all’altra (rollio) e questo schermo/testo rimane con lo stesso orientamento. Questo perché i vostri occhi ruotano nella direzione opposta al movimento della testa (cioè il VOR) per mantenere la stabilità dell’immagine davanti a voi. Since this is done in the roll plane, which violates Listing’s Law, the roll plane VOR is an important example of an exception to Listing’s Law.