L'occhio è sferico ed è composto da una membrana esterna dura, la tunica corneo-sclerale, che ingloba vari componenti. La parte posteriore dei questa sfera è bianca ed è la sclera, la parte anteriore è trasparente ed è la cornea.

Cornea: devia la luce facendola convergere sulla retina.

L'iride determina la forma della pupilla e, assieme ai movimenti della palpebra, regola la quantità di luce che entra nell'occhio.

L'iride è la parte dell'occhio a cui ci si riferisce quando negli standard di razza si parla del colore dell'occhio.

Pupilla: controlla, variando il suo diametro, la quantità di luce che entra nell'occhio.

Il cristallino, assieme alla cornea, permette all'immagine di essere messa a fuoco. Il cristallino, è in contatto con l'iride ed è tenuto in questa posizione tramite dei fili sottili denominati fibre della zonula, che sono collegate al corpo ciliare, dietro l'iride.

Cristallino: devia la luce facendola convergere sulla retina, grazie alla sua elasticità consente di mettere a fuoco gli oggetti posti più vicino.

Il corpo ciliare regola la forma del cristallino per facilitare la messa a fuoco e inoltre produce un liquido denominato umor acqueo che umidifica il cristallino e la cornea.

La zona che si trova dietro il cristallino e davanti alla retina, è riempita di una gelatina trasparente denominata corpo vitreo.

Corpo vitreo: sostanza trasparente che viene attraversata dalla luce diretta alla retina.

Fra la retina e la sclera, si trova uno strato nutriente denominato coroide, che contiene uno specchio colorato che si chiama tapetum.

Occhio visto attraverso il cristallino

Il tapetum, riflette la luce che passa attraverso la retina nuovamente dentro l'occhio, per raddoppiare gli impulsi nervosi che sono trasmessi al cervello. Questo specchio, osservandolo tramite un oftalmoscopio, presenta un segmento (tapetal fundus), che appare come una figura a forma di mezza luna nella parte superiore, con il disco ottico alla giunzione di questo e della zona scura non tappetale (non-tapetal fundus).

E' il tapetal fundus che causa il brillare notturno dell'occhio quando viene colpito dalla luce.

Il nervo ottico, fuoriesce nella parte posteriore dell'occhio da una membrana fragile e molto sottile, la retina. E' situato ai due terzi posteriori del globo oculare ed è responsabile della conversione in impulsi nervosi della luce che entra nell'occhio. Nella retina sono contenute le fibre nervose sensoriali che trasmettono questi impulsi al cervello.

Retina: trasforma gli impulsi luminosi in impulsi elettrici.

Nervo ottico: trasmette gli impulsi elettrici dalla retina alla corteccia cerebrale.

COME FUNZIONA

Partiamo facendo una premessa: i cani derivano da predatori che cacciavano animali che scappavano velocemente e avevano quindi bisogno di vedere la preda da una certa distanza, ma non così elevata come gli antenati dell'uomo, questo perché le prede hanno bisogno di una visuale più allargata di quella dei predatori, per vederli prima di essere visti.

Inoltre, gli antenati dei cani erano animali crepuscolari, perciò necessitavano di una vista ottimale in presenza di poca luce, più che in pieno giorno.

Il tipo di occhio necessario per una buona visione crepuscolare deve essere sensibile a basse intensità di luce e non ha reali necessità di distinguere bene i colori.

Per capire meglio come vede il cane possiamo paragonare il suo occhio ad una macchina fotografica.

La macchina fotografica, per permettere il passaggio della luce, ha bisogno di un foro, che è l'obiettivo (nel caso dell'occhio l'obiettivo è la pupilla). Serve poi una lente per filtrare e mettere a fuoco la luce e un certo tipo di superficie sensitiva per la registrazione dell'immagine, cioè la pellicola (nell'occhio la pellicola è la retina).

La visione notturna

Sia l'occhio che la macchina fotografica, necessitano di aggiustamenti a seconda delle condizioni luminose ed entrambi fanno continui compromessi per raggiungere la massima capacità di assorbire bassi livelli di luce e di vedere piccoli dettagli.

Nel caso dell'occhio del cane, questi compromessi sono ricaduti nel sacrificare parte della definizione dei dettagli per favorire un miglior funzionamento in presenza di poca luce. Infatti la pupilla del cane è molto più grande rispetto a quella dell'uomo, proprio per favorire una maggior entrata di luce anche se, allo stesso tempo, avviene un accorciamento della distanza massima a cui gli oggetti vengono messi a fuoco.

La luce che passa attraverso la pupilla e poi attraverso il cristallino va a formare un'immagine sulla retina.

Sulla retina, la maggior parte della luce viene catturata e "registrata" da particolari cellule chiamate fotorecettori.

Ci sono due tipi di fotorecettori: i bastoncelli e i coni.

I bastoncelli si occupano di lavorare in condizioni povere di luce, difatti i cani hanno una percentuale di bastoncelli più alta rispetto all'uomo.

I coni si occupano, invece, della visione dei colori e di questi la percentuale di presenza nel cane è inferiore rispetto all'uomo.

Per migliorare ulteriormente la visione crepuscolare, il cane ha il tappetum lucidum (di cui abbiamo parlato anche prima). Il tappetum agisce come uno specchio: riflette la luce che non ha colpito immediatamente i bastoncelli (perché i fasci luminosi non erano entrati nella giusta direzione) e la riflette nuovamente in modo da dare ai fotorecettori una seconda possibilità di entrare in contatto con la luce stessa.

Questa maggiore luminosità ha però un costo: i fasci luminosi riflessi vengono da tutte le direzioni e arrivano ai bastoncelli in varie angolazioni e di conseguenza le linee che si vengono a formare sulla retina non sono più precise e c'è una riduzione della capacità di visione dei dettagli.

Esistono però dei cani che sono privi del tappetun lucidum, come per esempio alcuni Husky con gli occhi blu.

Questa mancanza è dovuta ad un "incidente" di selezione.

Le regioni nordiche in cui sono state selezionate queste razze sono ricoperte dalla neve per la maggior parte dell'anno e quindi c'è un fortissimo riflesso dei raggi luminosi sia di giorno che di notte. Questo ha probabilmente portato il tappetum lucidum a non essere più un vantaggio selettivo, anzi, la sua presenza era uno svantaggio per via del fatto che non permetteva di vedere i piccoli dettagli.

E' stimato che al cane è sufficiente un quarto della luce necessaria all'uomo per vedere le cose di notte.

La messa a fuoco

Riprendendo la macchina fotografica come esempio, per mettere a fuoco un'immagine si sposta avanti o indietro la lente, così da poter modificare la distanza tra la lente e la pellicola.

Nel cane, come nell'uomo, questo avviene per opera di muscoli che cambiano la forma del vetrino.

Se l'occhio riesce a mettere l'immagine a fuoco perfettamente a livello della retina ci sarà una visione ottimale, se la messa a fuoco si fermerà prima della retina avremo la miopia (non si vedono bene gli oggetti distanti), se la messa a fuoco si fermerà dopo la retina avremo la presbiopia (non si vedono bene gli oggetti vicini).

E' possibile stimare la capacità dell'occhio di mettere a fuoco attraverso il retinoscopio che misura la posizione del fuoco facendo passare un fascio luminoso attraverso la cornea e il cristallino.

L'esperimento di Christopher Murphy

Christopher Murphy, insieme a un team di ricercatori dell'Università di Medicina Veterinaria del Wisconsin, fece uno studio che consisté nello studiare attraverso un retinoscopio 240 cani di varie razze: Cocker, Springer Spaniel, Golden Retriever, Labrador, Chesapeake Bay Retriever, Pastori Tedeschi, Carlini, Rottweiler, miniature Schnauzer, Shar-Pei, vari Terrier e meticci.

Si scoprì così che la maggior parte dei cani aveva una messa a fuoco ottimale ma che alcune razze facevano eccezione.

Più della metà dei Rottweiler, dei miniature Schnauzer e dei Pastori Tedeschi erano miopi.

Il fatto che questo avvenisse solo in determinate razze suggerì che il problema fosse di natura genetica e che fosse dovuto ad una selezione involontaria.

Per confermare questa teoria vennero studiati dei Pastori Tedeschi provenienti da una linea di sangue selezionata per il lavoro con i non vedenti: solo un cane su sette presentò la miopia.

Questo portò a pensare che la selezione per determinati tipi di lavoro possa portare a specifiche variazioni delle capacità visive dei cani.

Un altro studio effettuato sui Greyhound (cani selezionati per la caccia a vista), dimostrò che molti di questi cani erano presbiti. Questo disturbo della vista porta ad una mancata messa a fuoco degli oggetti vicini ma permette a questi cani di svolgere al meglio la loro caccia e di vedere le prede in distanza.

La disposizione dei fotorecettori

Oltre alla capacità di messa a fuoco c'è un altro fattore che condiziona la vista del cane: il tipo e la disposizione dei fotorecettori.

Torniamo all'esempio della macchina fotografica.

Nella pellicola delle macchine fotografiche è presente un'emulsione che contiene dei sali d'argento fotosensibili che reagiscono chimicamente quando vengono colpiti da una luce.

Le pellicole adatte alle luci crepuscolari hanno dei grani più grandi, in modo da poter captare più luce per far avvenire la reazione. Il difetto di queste pellicole è che danno delle immagini con un effetto sgranato e quindi i piccoli dettaglia non possono essere chiari.

Nel caso ci sia invece molta luce, il fotografo utilizzerà una pellicola meno sensibile in cui i grani sono più piccoli e vicini, in modo tale che anche i più piccoli dettagli possano essere registrati.

Nel caso dell'occhio, i grani delle pellicole corrispondono ai fotorecettori della retina.

I bastoncelli aumentano la loro sensibilità attaccandosi a gruppi ad un'unica cellula gangliare (la struttura ricevente), in modo tale da raggruppare i loro segnali prima di trasferirli al cervello.

Agiscono quindi come i grani più grossolani delle pellicole.

Al contrario, solo uno o due coni sono connessi con ogni cellula gangliare. I coni, quindi, lavorano come i grani più fini delle pellicole.

La differenza tra l'occhio e la macchina fotografica sta nel fatto che i fotorecettori non possono variare come può invece fare il fotografo con la sua pellicola. Gli occhi del cane, quindi, sono strutturati per le condizioni in cui vivevano i suoi progenitori.

Nell'occhio dell'uomo, i coni sono ammassati in un'area centrala chiamata fovea, che corrisponde al centro della nostra area visiva.

In corrispondenza della fovea noi abbiamo la massima capacità di messa a fuoco e di distinzione dei piccoli particolari, infatti, la nostra visione periferica non è nitida come quella frontale.

La fovea del cane è più larga e ha la forma di un ovale steso lungo il suo asse maggiore. Come nell'uomo, la fovea è più ricca di coni e sono presenti anche i bastoncelli, che però rispetto a quelli presenti in altre aree dell'occhio sono più sottili e divisi in gruppi più piccoli.

Le cellule lungo la fovea

Alle estremità della fovea, troviamo un linea orizzontale e continua di cellule sottili tutte unite tra loro che attraversa tutto l'occhio.

Queste cellule permettono al cane di avere una maggior capacità visiva in quella regione che ai loro antenati serviva per vedere le prede lungo l'orizzonte.

Questa distribuzione delle cellule è presente anche in altri animali abituati a muoversi velocemente e che vivono in luoghi ampi e piani, come i cavalli o le antilopi, ed è considerato un adattamento necessario per il controllo dei predatori.

I Greyhound, che cacciano a vista, hanno quest'asse orizzontale più sviluppata di tutti gli altri cani.

Razze canine che invece cacciano utilizzando soprattutto l'olfatto, come il Beagle, hanno una percezione visiva orizzontale molto meno sviluppata.

Ne consegue che la selezione delle razze nate per diversi usi ha portato ad inaspettati cambiamenti fisiologici, neurologici e anatomici in ogni razza.

Quindi, la vista è differente da un cane all'altro.

COME VEDONO

Visibilità ravvicinata

Partiamo parlando di come si misura comunemente la vista nell'uomo.

Generalmente, viene richiesto di guardare un tabellone con sopra riportate delle lettere da una distanza di circa 6 m.

Se si riesce a vedere le lettere più piccole si avrà una capacità visiva di 6/6 (secondo il metodo Snellen). Se la visione non sarà buona e si dovrà passare alle lettere più grandi, che normalmente si vedrebbero a 12 m, si avrà una capacità visiva di 6/12.

L'esperimento sui gradi Snellen

I ricercatori, hanno così deciso di riportare questo metodo anche sui cani.

Sono stati presi un cartoncino completamente grigio e un cartoncino con sopra delle strisce grigie verticali. Si è poi condizionato il cane a scegliere il cartoncino con le strisce grigie, invece di quello tutto grigio, premiandolo ogni volta che lo toccava.

A questo punto, si è iniziato a rendere le strisce grigie sempre più sottili e vicine tra di loro, fino a quando il cane non fu più in grado di distinguere i due cartoncini perché li vedeva entrambi grigi.

I risultati ottenuti sono poi stati convertiti nel metodo Snellen.

La miglior performance data in questo test fu di un Carlino, testato ad Amburgo in Germania. La sua capacità visiva fu sei volte inferiore a quella minima dell'uomo, cioè di 20/75. Questo significa che un oggetto che il cane poteva vedere a 20 piedi (6 m) era di una grandezza tale che un uomo normale poteva vederla ad una distanza di 75 piedi (23m).

Ad ogni modo, basta pensare che se il cane vuole afferrare un oggetto molto vicino a lui, prima di farlo lo annuserà cercandolo con il naso per riuscire a "metterlo a fuoco" tramite l'olfatto e solo quando avrà capito di cosa si tratta lo afferrerà.

E’ stato dimostrato anche che un cane non è in grado di riconoscere il proprio padrone visibilmente se questo rimane perfettamente immobile a soli 300 metri di distanza. Lo potrà riconoscere a questa distanza solo tramite l'olfatto.

In pratica, è come se il cane vedesse il mondo esterno attraverso una sottile garza o un pezzo di cellophane su cui è stato cosparso un sottile strato di olio: i margini esterni degli oggetti sono visibili, ma non i dettagli più piccoli che si fondono tra di loro.

Ad una distanza ravvicinata, il cane è comunque in grado di percepire le posture del corpo delle persone o degli altri cani.

Visibilità degli oggetti in movimento

Tutto cambia quando si parla invece di oggetti, persone o animali in movimento; il loro occhio diventa molto più sensibile e questo dipende sempre da un'esigenza tipica della caccia. Questa capacità migliora ulteriormente con la luce crepuscolare.

Il movimento viene rilevato dall'occhio tramite i bastoncelli.

Nel 1936, venne effettuato uno studio su 14 cani poliziotto.

Il cane più sensibile riuscì a riconoscere un oggetto in movimento da una distanza di 810 metri fino ad una di 900 metri, ma lo stesso cane non riuscì a riconoscere lo stesso oggetto, quando stazionario, ad una distanza inferiore ai 585 m.

Visibilità dei colori

In passato, si credeva che i cani vedessero esclusivamente in bianco e nero, ma studi recenti hanno dimostrato il contrario.

Come dicevamo più su, i fotorecettori in grado di percepire i colori sono i coni.

Nell'uomo sono presenti tre diversi tipi di coni, mentre nel cane ne sono presenti solo due tipi. Il fatto, però, che i cani possiedano questi coni non garantisce che siano in grado di vedere i rispettivi colori.

Per riuscire a capire meglio quali colori vedono e quali no, sono stati effettuati diversi test.

L'esperimento di Neitz, Geist e Jacobs

Uno studio piuttosto interessante venne condotto da Neitz, Geist e Jacobs che si avvalsero dell'uso di tre cartoncini quadrati di colori diversi piazzati di fronte al cane: due erano dello stesso colore e uno era diverso.

Addestrarono quindi il cane a scegliere il riquadro del colore diverso tra i tre, per capire se effettivamente il cane vedeva dello stesso colore colori che erano invece diversi.

Rimaneva però un dubbio: il cane sceglieva il riquadro per via del suo colore o per via della sua luminosità? Per rispondere a questa domanda i riquadri vennero proposti con diverse luminosità e verificarono che il cane faceva la sua scelta in base al colore.

Attraverso questo studio è risultato che, probabilmente, il cane vede come un daltonico, ossia una persona a cui manca la percezione della differenza tra il verde e il rosso.

Di conseguenza, il mondo dei cani consiste dei colori giallo, blu e grigio. Quando noi vediamo un oggetto rosso, per il cane è giallo, mentre un oggetto che per noi è verde, per il cane è bianco o a sfumature grigie.

Alcuni colori intermedi, quelli che si posizionano nella stretta banda vicina al verde bluastro, non vengono classificati come colori dal cane, questo perché non è in grado di distinguerli dal bianco o dalle sfumature del grigio. Questa ristretta fascia acromatica è nota come "punto neutro" ed è tipica degli animali con visione a due coni.

La collocazione degli occhi

La diversa collocazione degli occhi rispetto all'uomo, meno frontali e più laterali, permette all'animale di avere un campo visivo di un'ampiezza maggiore: nell'uomo è di 180°-190° gradi, mentre nel cane è di circa 250°, con qualche variazione a seconda della razza per via della costituzione del muso.

Per esempio nei cani da caccia gli occhi sono posizionati di lato, così da avere un campo visivo ancora più ampio, mentre nel Boxer sono in una posizione centrale, il che gli permette di vedere bene da entrambi gli occhi, ma rende limitata la visione nei luoghi piccoli.

Fonti:

http://www.pastorescozzese.com/salute/cea.htm

http://www.tipresentoilcane.com/2011/05/11/come-vedono-i-cani/