Un battito di ciglia e le lenti bioniche metteranno meglio a fuoco le immagini

Gli occhi sono uno dei principali strumenti a disposizione dell’uomo e rendono possibile la percezione della realtà, del mondo che lo circonda. Di recente è stata pubblicata la notizia di una lente a contatto biomimetica, controllata dai movimenti oculari, che automaticamente ingrandirà o ridurrà la sua lunghezza focale: zoom con un semplice battito di ciglia.

Lente a contatto bionica, Illustrazione

In che cosa cosa consiste il prototipo pubblicato della lente bionica? Riuscirà effettivamente a migliorare la messa a fuoco delle immagini del cristallino, lente naturale dell’occhio?

La lente bionica dell’Università della California

Nei giorni scorsi sulla rivista scientifica ‘Advanced functional materials’ è stato pubblicato il risultato di una ricerca condotta dall’Università della California di San Diego: il prototipo di una lente a contatto tecnologica molto sofisticata. Lo studio illustra il funzionamento di una lente oculare morbida, costituita da diversi strati di un materiale impiegato per imitare i movimenti oculari dell’occhio, polimeri in grado di espandersi con un segnale elettrico. L’obiettivo della ricerca era proprio quello di permettere il funzionamento della lente attraverso i segnali elettrici generati dai movimenti naturali degli occhi. Attraverso cinque sensori posizionati intorno all’occhio, è stato possibile registrare ogni impulso e intervenire sulla lente in modo da regolare la lunghezza focale della lente e permettere così di vedere solo una porzione dell’orizzonte visivo, ma con un ingrandimento del 32% e senza alcun fastidio all’occhio.

Lo zoom con un battito di ciglia

Questo studio risulta particolarmente significativo perché le lenti di cui si potrà disporre, in un futuro non troppo lontano, saranno indipendenti dalla diottria di chi ne disporrà, in quanto strettamente connesse con i segnali elettrici prodotti dal movimento degli occhi. È così che, alzando o girando lo sguardo, o attraverso un semplice battito di ciglia, queste lenti a contatto saranno in grado di mettere automaticamente a fuoco le immagini, assumendo una forma più convessa, proprio come un vero e proprio teleobiettivo zoom. Per leggere l’intera pubblicazione in lingua inglese clicca qui.

La lente potrà regolarsi automaticamente per consentire la vista da vicino e da lontano, attraverso movimenti specifici degli occhi.

Anatomia dell’occhio: iride e cristallino

Dal punto di vista anatomico, l’occhio è probabilmente uno degli organi più complessi. Per comprendere il meccanismo con cui è possibile mettere a fuoco oggetti a distanze diverse basterà tuttavia prendere in considerazione solo alcuni dei suoi elementi strutturali.
L’iride è una membrana del bulbo oculare, contenente vasi sanguigni, cellule pigmentate e due strati di muscolatura liscia, che costituiscono due distinti muscoli intrinseci dell’occhio. Il muscolo sfintere e il muscolo dilatatore sono i responsabili della variazione del diametro della pupilla, cioè l’apertura centrale dell’iride. Attraverso la regolazione dell’ampiezza della pupilla, l’iride permette di dosare la quantità di luce che penetra all’interno degli occhi. In particolare le fibre muscolari disposte concentricamente intorno alla pupilla formano il muscolo sfintere, che contraendosi riduce il diametro della pupilla; le fibre muscolari che dal margine della pupilla si portano radialmente formano il muscolo dilatatore, che contrandosi aumenta il diametro pupillare.

Muscoli sfintere e dilatatore della pupilla (Fonte: Frederic H. Martini, Michael J. Timmons, Robert B. Tallitsch, 2016, Edises)

Il principale responsabile nel mettere a fuoco l’immagine è tuttavia il cristallino, la lente naturale dell’occhio. È una struttura cellulare costituita da due strati concentrici di cellule disposte in maniera ordinata e rivestita da una capsula di tessuto connettivo. Lungo il suo margine, le fibre elastiche della capsula si intrecciano con il legamento superiore, che mantiene il cristallino nella sua posizione.

  • A riposo, la trazione esercitata dal legamento superiore supera la resistenza elastica delle fibre elastiche della capsula, quindi il cristallino assume una forma stirata, appiattita.
    In questo modo l’occhio mette a fuoco immagini distanti.
  • Quando il muscolo ciliare si contrae il cristallino assume una forma quasi sferica.
    In questo modo l’occhio mette a fuoco immagini vicine.
Cristallino (Fonte: Frederic H. Martini, Michael J. Timmons, Robert B. Tallitsch, 2016, Edises)

 

 

Daniel Ghirardi

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