Debido a que los rayos de luz divergen en todas las direcciones desde su fuente, el conjunto de rayos de cada punto del espacio que llega a la pupila debe ser enfocado. La formación de imágenes enfocadas en los fotorreceptores de la retina depende de la refracción (flexión) de la luz por parte de la córnea y el cristalino (figura 11.2). La córnea es responsable de la mayor parte de la refracción necesaria, una contribución que se aprecia fácilmente al considerar las imágenes desenfocadas que se experimentan al nadar bajo el agua. El agua, a diferencia del aire, tiene un índice de refracción cercano al de la córnea; en consecuencia, la inmersión en el agua prácticamente elimina la refracción que normalmente se produce en la interfaz aire/córnea. El cristalino tiene un poder de refracción considerablemente menor que el de la córnea; sin embargo, la refracción suministrada por el cristalino es ajustable, lo que permite enfocar nítidamente en la superficie de la retina objetos situados a distintas distancias del observador.
Figura 11.2
Diagrama que muestra la parte anterior del ojo humano en estado no acomodado (izquierda) y acomodado (derecha). La acomodación para enfocar objetos cercanos implica la contracción del músculo ciliar, que reduce la tensión en las fibras zonulares y (más…)
Los cambios dinámicos en el poder de refracción del cristalino se denominan acomodación. Al ver objetos lejanos, el cristalino se hace relativamente fino y plano y tiene el menor poder de refracción. Para la visión de cerca, el cristalino se hace más grueso y redondo y tiene el mayor poder de refracción (véase la figura 11.2). Estos cambios se deben a la actividad del músculo ciliar que rodea al cristalino. El cristalino se mantiene en su sitio mediante bandas de tejido conectivo dispuestas radialmente (denominadas fibras zonulares) que están unidas al músculo ciliar. La forma del cristalino está determinada por dos fuerzas opuestas: la elasticidad del cristalino, que tiende a mantenerlo redondeado (si se retira del ojo, el cristalino se convierte en esferoidal), y la tensión ejercida por las fibras zonulares, que tiende a aplanarlo. Al ver objetos lejanos, la fuerza de las fibras de la zónula es mayor que la elasticidad del cristalino, y éste adopta la forma más plana apropiada para ver de lejos. Para enfocar objetos más cercanos es necesario relajar la tensión de las fibras de la zónula, permitiendo que la elasticidad inherente del cristalino aumente su curvatura. Esta relajación se consigue mediante la contracción del músculo ciliar. Como el músculo ciliar forma un anillo alrededor del cristalino, cuando el músculo se contrae, los puntos de unión de las fibras de la zónula se desplazan hacia el eje central del ojo, reduciendo así la tensión del cristalino. Lamentablemente, los cambios en la forma del cristalino no siempre son capaces de producir una imagen enfocada en la retina, en cuyo caso sólo se puede enfocar una imagen nítida con la ayuda de lentes correctoras adicionales (véase el recuadro A).
Los ajustes en el tamaño de la pupila (es decir, la abertura circular del iris) también contribuyen a la claridad de las imágenes formadas en la retina. Al igual que las imágenes formadas por otros instrumentos ópticos, las generadas por el ojo se ven afectadas por aberraciones esféricas y cromáticas, que tienden a difuminar la imagen retiniana. Dado que estas aberraciones son mayores para los rayos de luz que pasan más lejos del centro de la lente, el estrechamiento de la pupila reduce tanto la aberración esférica como la cromática, al igual que el cierre del diafragma del iris en el objetivo de una cámara mejora la nitidez de una imagen fotográfica. Reducir el tamaño de la pupila también aumenta la profundidad de campo, es decir, la distancia dentro de la cual se ven los objetos sin que se vean borrosos. Sin embargo, una pupila pequeña también limita la cantidad de luz que llega a la retina y, en condiciones de escasa iluminación, la agudeza visual se ve limitada por el número de fotones disponibles y no por las aberraciones ópticas. Por lo tanto, una pupila ajustable proporciona un medio eficaz para limitar las aberraciones ópticas, al tiempo que maximiza la profundidad de campo en la medida en que los diferentes niveles de iluminación lo permiten. El tamaño de la pupila está controlado por la inervación de las divisiones simpática y parasimpática del sistema motor visceral, que a su vez están moduladas por varios centros del tronco cerebral (véanse los capítulos 20 y 21).