Reflejo pupilar a la luz

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La pupila en forma de W de la sepia se dilata cuando se apagan las luces

El reflejo pupilar a la luz ( PLR ) o reflejo fotopupilar es un reflejo que controla el diámetro de la pupila , en respuesta a la intensidad ( luminancia ) de la luz que incide sobre las células ganglionares de la retina en la parte posterior del ojo , ayudando así en la adaptación de la visión a varios niveles de luminosidad / 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; permitiendo así la entrada de más luz). Por tanto, el reflejo de luz pupilar regula la intensidad de la luz que entra en el ojo. ^{[1] La} luz que entra en un ojo hará que ambas pupilas se contraigan.

Terminología

La pupila es la abertura circular oscura en el centro del iris y es 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 ser útil considerar el reflejo pupilar como un reflejo del " iris" , ya que el esfínter del iris y los músculos dilatadores son los que se pueden ver respondiendo a la luz ambiental. ^[2]Considerando que, la pupila es la abertura pasiva formada por el iris activo. El reflejo pupilar es sinónimo de respuesta pupilar, que puede ser dilatación o constricción pupilar. El reflejo pupilar está vinculado conceptualmente al lado (izquierdo o derecho) de la pupila que reacciona, y no al lado en el que se origina la estimulación lumínica. 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 se ilumine el ojo izquierdo, el ojo derecho o ambos ojos. Cuando la luz se proyecta en un solo ojo y no en el otro, es normal que ambas pupilas se contraigan simultáneamente. Los términos directo y consensualse refiere 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 entra en el ojo ipsilateral (mismo). Un reflejo pupilar consensuado es la respuesta de una pupila a la luz que entra en el ojo contralateral (opuesto). Por lo tanto, hay cuatro tipos de reflejos pupilares a la luz, basados ​​en esta terminología de lateralidad absoluta (izquierda versus derecha) y relativa (mismo lado versus lado opuesto):

1. El reflejo pupilar directo izquierdo es la respuesta de la pupila izquierda a la luz que entra por el ojo izquierdo, el ojo ipsilateral.
2. El reflejo pupilar consensual izquierdo es la respuesta indirecta de la pupila izquierda a la luz que entra por el ojo derecho, el ojo contralateral.
3. El reflejo pupilar directo derecho es la respuesta de la pupila derecha a la luz que entra por el ojo derecho, el ojo ipsolateral.
4. El reflejo pupilar consensual derecho es la respuesta indirecta de la pupila derecha a la luz que entra en el ojo izquierdo, el ojo contralateral.

Anatomía de la vía neural

La vía neural del reflejo de la luz pupilar a cada lado tiene una rama aferente y dos ramas eferentes. La rama aferente tiene fibras nerviosas que corren dentro del nervio óptico ( CN II ). Cada extremidad eferente tiene fibras nerviosas que recorren el nervio motor ocular común ( III par craneal ). La extremidad 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 hacia el núcleo pretectal ipsolateral. La extremidad eferente es la salida motora pupilar del núcleo pretectal al músculo esfínter ciliar del iris. El núcleo pretectal proyecta fibras cruzadas y no cruzadas hacia el ipsilateral y contralateral.Núcleos de Edinger-Westphal , 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. ^[3] Cada rama aferente tiene dos ramas eferentes, una ipsolateral y otra contralateral. La extremidad eferente ipsolateral transmite señales nerviosas para el reflejo luminoso directo de la pupila ipsolateral. La rama eferente contralateral provoca un reflejo de luz consensuado 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 motor ocular común es responsable de la rama eferente del reflejo pupilar; impulsa los músculos del iris que contraen la pupila. ^[1]

Vías en el ganglio ciliar .

  Parasimpático;

  Simpático;

  Sensorial

1. Retina: la vía del reflejo pupilar comienza con las células ganglionares de la retina fotosensibles , que transmiten información a través del nervio óptico , cuya porción más periférica y distal es el disco óptico . Algunos axones del nervio óptico se conectan al núcleo pretectal del mesencéfalo superior en lugar de a las células del núcleo geniculado lateral (que se proyectan a la corteza visual primaria ). Estas células ganglionares fotosensibles intrínsecas también se denominan células que contienen melanopsina e influyen en los ritmos circadianos así como en el reflejo pupilar a la luz.
2. Núcleos pretectales: desde los cuerpos de células neuronales en algunos de los núcleos pretectales, los axones hacen sinapsis con (se conectan a) neuronas en el núcleo de Edinger-Westphal . Esas neuronas son las células preganglionares con axones que van desde los nervios oculomotores hasta los ganglios ciliares.
3. Núcleos de Edinger-Westphal: axones neuronales parasimpáticos en la sinapsis del nervio motor ocular común en las neuronas del ganglio ciliar .
4. Ganglios ciliares: los nervios ciliares posganglionares cortos abandonan el ganglio ciliar para inervar el músculo esfínter del iris del iris . ^[1]

Esquema

Con referencia al diagrama esquemático de la vía neural, todo el sistema de reflejo de luz pupilar puede visualizarse 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 # 2). Los segmentos 3 y 4 son fibras nerviosas que cruzan desde el núcleo pretectal en un lado hasta el núcleo de Edinger-Westphal en el 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. Los segmentos 7 y 8 contienen cada uno fibras parasimpáticas que van desde el núcleo de Edinger-Westphal, a través del ganglio ciliar,a lo largo del nervio motor ocular común (par craneal # 3), hasta el esfínter ciliar, la estructura muscular dentro del iris.

Diagrama esquemático de la vía neural del reflejo pupilar a la luz

• El reflejo de luz directa izquierda afecta a los segmentos neurales 1, 5 y 7. El segmento 1 es la rama aferente, que incluye la retina y el nervio óptico. Los segmentos 5 y 7 forman la rama eferente.
• El reflejo de luz consensual izquierdo involucra los segmentos neurales 2, 4 y 7. El segmento 2 es la rama aferente. Los segmentos 4 y 7 forman la rama eferente.
• El reflejo de luz directa derecho afecta a los segmentos neurales 2, 6 y 8. El segmento 2 es la rama aferente. Los segmentos 6 y 8 forman la rama eferente.
• El reflejo de luz consensual derecho afecta a los segmentos neurales 1, 3 y 8. El segmento 1 es la rama aferente. Los segmentos 3 y 8 forman la rama 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 lumínico obtenidos mediante un examen clínico.

Importancia clínica

Una linterna médica halógena que se utiliza para observar el reflejo de la luz pupilar.

El reflejo de luz pupilar proporciona una herramienta de diagnóstico útil para probar la integridad de las funciones sensoriales y motoras del ojo. ^[1] Los médicos de urgencias prueban habitualmente el reflejo de la luz pupilar para evaluar la función del tronco encefálico . El reflejo pupilar anormal se puede encontrar en la lesión del nervio óptico, daño del nervio motor ocular común, lesión del tronco encefálico (incluida la muerte del tallo encefálico ) y fármacos depresores, como los barbitúricos . ^{[4] [5]} Se proporcionan ejemplos a continuación:

• El daño del nervio óptico de la izquierda (p. Ej. , Sección transversal del nervio óptico izquierdo, CN II, en algún lugar entre la retina y el quiasma óptico , por lo que daña la extremidad aferente izquierda y deja intacto el resto de la vía neural del reflejo de la luz pupilar en ambos lados) tendrá lo siguiente hallazgos clínicos:
  • Se pierde el reflejo directo izquierdo. Cuando el ojo izquierdo es estimulado por la luz, ninguna pupila se contrae. Las señales aferentes del ojo izquierdo no pueden atravesar el nervio óptico izquierdo seccionado para alcanzar la rama eferente intacta de la izquierda.
  • Se pierde el reflejo consensual derecho. Cuando el ojo izquierdo es estimulado por la luz, las señales aferentes del ojo izquierdo no pueden atravesar el nervio óptico izquierdo seccionado para alcanzar la rama eferente intacta de la derecha.
  • El reflejo directo derecho está intacto. El reflejo de luz directa de la pupila derecha afecta al nervio óptico derecho y al nervio motor ocular común derecho, ambos intactos.
  • El reflejo consensual izquierdo está intacto. El reflejo de luz consensuado de la pupila izquierda involucra el nervio óptico derecho y el nervio motor ocular común izquierdo, ambos intactos.
• El daño del nervio oculomotor izquierdo (p. Ej., Sección transversal del nervio motor ocular común izquierdo, III par , por lo que daña el miembro eferente izquierdo) tendrá los siguientes hallazgos clínicos:
  • Se pierde el reflejo directo izquierdo. Cuando el ojo izquierdo es estimulado por la luz, la pupila izquierda no se contrae, porque las señales eferentes no pueden pasar del mesencéfalo, a través del CN ​​III izquierdo, al esfínter pupilar izquierdo.
  • El reflejo consensual derecho está intacto. Cuando el ojo izquierdo es estimulado por la luz, la pupila derecha se contrae, porque la rama aferente de la izquierda y la rama eferente de la derecha están intactas.
  • El reflejo directo derecho está intacto. Cuando se ilumina el ojo derecho, la pupila derecha se contrae. El reflejo directo de la pupila derecha no se ve afectado. La rama aferente derecha, CN II derecho, y la rama eferente derecha, CN III derecho, están intactas.
  • Se pierde el reflejo consensual izquierdo. Cuando el ojo derecho es estimulado por la luz, la pupila izquierda no se contrae consensualmente. La extremidad aferente derecha está intacta, pero la extremidad eferente izquierda, CN III izquierdo, está dañada.

Ejemplo de localización de lesiones

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

1. El reflejo consensual izquierdo es normal, por lo que los segmentos 2, 4 y 7 son normales. La lesión no se localiza en ninguno de estos segmentos.
2. El reflejo directo derecho es normal, por lo que 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 puede ubicar la lesión son los segmentos 1, 3 y 5. Las posibles combinaciones y permutaciones son: (a) solo el segmento 1, (b) solo el segmento 3, (c) solo el segmento 5, (d) la combinación de los segmentos 1 y 3, (e) combinación de los segmentos 1 y 5, (f) combinación de los segmentos 3 y 5, y (g) combinación de los segmentos 1, 3 y 5.
4. Las opciones (b) y (c) se eliminan porque la lesión aislada en el segmento 3 solo o en el segmento 5 solo no puede producir las anomalías del reflejo lumínico en cuestión.
5. Una sola lesión en cualquier parte del segmento 1, la rama aferente izquierda, que incluye la retina izquierda, el nervio óptico izquierdo y el núcleo pretectal izquierdo, puede producir las anomalías reflejas a la luz observadas. Ejemplos de patologías del segmento 1 incluyen neuritis óptica izquierda (inflamación o infección del nervio óptico izquierdo), desprendimiento de retina izquierda y un pequeño accidente cerebrovascular aislado que afecta solo al núcleo pretectal izquierdo. Por lo tanto, las opciones (a), (d), (e), (f) y (g) son posibles.
6. Es muy poco probable que exista una lesión combinada en los segmentos 3 y 5 como causa del defecto. Los trazos microscópicamente precisos en el mesencéfalo, que involucran el núcleo pretectal izquierdo, los núcleos de Edinger-Westphal bilaterales y sus fibras interconectadas, teóricamente podrían producir este resultado. Además, el segmento 4 comparte el mismo espacio anatómico en el mesencéfalo que el segmento 3, por lo que es probable que el segmento 4 se vea afectado si el segmento 3 está dañado. En este contexto, es muy poco probable que se conserve el reflejo consensual izquierdo, que requiere un segmento 4 intacto. Por lo tanto, se eliminan las opciones (d), (f) y (g), que incluyen el segmento 3. Las posibles opciones restantes son (a) y (e).
7. Con base en el razonamiento anterior, la lesión debe involucrar el segmento 1. El daño al segmento 5 puede acompañar a una lesión del segmento 1, pero es innecesario para producir los resultados anormales del reflejo a la luz 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 potencialmente causar esta lesión combinada. Con 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 refleja, 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 en un ojo y un estímulo oscuro en el otro ojo, 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. Usando 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. ^{[6] [7]}Esto muestra que el reflejo pupilar a la luz está modulado por la conciencia visual. De manera similar, se ha demostrado que la pupila se contrae cuando de manera encubierta (es decir, sin mirar) prestas atención a un estímulo brillante, en comparación con un estímulo oscuro, incluso cuando la entrada visual es idéntica. ^{[8] [9] [10]} Además, la magnitud del reflejo de luz pupilar 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. ^[11]Esto muestra que el reflejo pupilar a la luz está modulado por la atención visual y la variación de prueba a prueba en la atención visual. Por último, 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 ambos las imágenes son iguales. ^{[12] [13]} Esto muestra que el reflejo de luz pupilar está modulado por el brillo subjetivo (en oposición al objetivo).

Modelo matemático

El reflejo de luz pupilar se modela como una ecuación diferencial de retardo no lineal basada fisiológicamente que describe los cambios en el diámetro de la pupila como una función de la iluminación ambiental: ^[14]

${\displaystyle {\begin{aligned}M(D){}&=\tanh ^{-1}\left({\frac {D-4.9}{3}}\right)\\{\frac {\mathrm {d} M}{\mathrm {d} D}}{\frac {\mathrm {d} D}{\mathrm {d} t}}+2.3026\tanh ^{-1}\left({\frac {D-4.9}{3}}\right)&=5.2-0.45\ln \left({\frac {\Phi [t-\tau ]}{4.8118\times 10^{-10}}}\right)\end{aligned}}}$

donde es el diámetro de la pupila medido en milímetros y es la intensidad luminosa que llega a la retina en un tiempo , que se puede describir como : luminancia que llega al ojo en lúmenes / mm ² veces el área de la pupila en mm ² . es la latencia pupilar, un retardo de tiempo entre el instante en que el pulso de luz llega a la retina y el inicio de la reacción iridal por transmisión nerviosa, excitación neuromuscular y retardos de activación. , y son las derivadas de la función, el diámetro de la pupila y el tiempo .${\displaystyle D}$${\displaystyle \Phi (t-\tau )}$${\displaystyle t}$${\displaystyle \Phi =IA}$${\displaystyle \tau }$${\displaystyle \mathrm {d} M}$${\displaystyle \mathrm {d} D}$${\displaystyle \mathrm {d} t}$${\displaystyle M}$${\displaystyle D}$${\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 usar ^[15] tamaños de paso diferentes en la simulación del solucionador numérico:

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

donde y son respectivamente los de constricción y dilatación medidos en milisegundos, y son respectivamente los tiempos de simulación actual y anterior (tiempos desde que comenzó la simulación) medidos en milisegundos, es una constante que afecta la velocidad de constricción / dilatación y varía entre individuos. Cuanto mayor sea el valor, menor será el intervalo de tiempo utilizado en la simulación y, en consecuencia, menor será la velocidad de dilatación / constricción de la pupila.${\displaystyle \mathrm {d} t_{c}}$${\displaystyle \mathrm {d} t_{d}}$${\displaystyle \mathrm {d} t}$${\displaystyle T_{c}}$${\displaystyle T_{p}}$${\displaystyle S}$${\displaystyle S}$

Para mejorar el realismo de las simulaciones resultantes, el efecto hippus se puede aproximar agregando pequeñas variaciones aleatorias a la luz ambiental (en el rango de 0.05–0.3 Hz). ^[dieciséis]

Ver también

• Alumno
• Respuesta pupilar
• Lampara de hendidura

Referencias

1. Purves, Dale, George J. Augustine, David Fitzpatrick, William C. Hall, Anthony-Samuel LaMantia, James O. McNamara y Leonard E. White (2008). Neurociencia. 4ª ed . Asociados Sinauer. págs. 290–1. ISBN 978-0-87893-697-7.
2. Hall, Charlotte; Chilcott, Robert (2018). "Mirando hacia el futuro del reflejo de luz pupilar en neurodiagnóstico" . Diagnósticos . 8 (1): 19. doi : 10.3390 / diagnostics8010019 . PMC 5872002 . PMID 29534018 .  
3. Kaufman, Paul L .; Levin, Leonard A .; Alm, Albert (2011). Fisiología del ojo de Adler . Ciencias de la salud de Elsevier. pag. 508. ISBN 978-0-323-05714-1.
4. "Reflejo de luz pupilar" . StatPearls . StatPearls. 2019.
5. Ciuffreda, KJ; Joshi, NR; Truong, JQ (2017). "Comprensión de los efectos de una lesión cerebral traumática leve sobre el reflejo pupilar a la luz" . Conmoción cerebral . 2 (3): CNC36. doi : 10.2217 / cnc-2016-0029 . PMC 6094691 . PMID 30202579 .  
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14. Pamplona, ​​Vitor F .; Oliveira, Manuel M .; Baranoski, Gladimir VG (1 de agosto de 2009). "Modelos fotorrealistas para el reflejo de la luz de la pupila y la deformación del patrón iridal" (PDF) . Transacciones ACM sobre gráficos . 28 (4): 1–12. doi : 10.1145 / 1559755.1559763 . hdl : 10183/15309 .
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16. Stark, L (agosto de 1963). "Estabilidad, oscilaciones y ruido en el servomecanismo de la pupila humana". Boletín del Instituto de Estudios Médicos y Biológicos, Universidad Nacional Autónoma de México . 21 : 201–22. PMID 14122256 . 

Enlaces externos

• Animación del reflejo pupilar a la luz
• Reflex, + Pupilar en la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. Encabezamientos de materias médicas (MeSH)
• Un simulador de examen de la pupila , que demuestra los cambios en las reacciones de la pupila para diversas lesiones nerviosas.