El nervio óptico es puramente sensorial.
Los orígenes del nervio óptico son los axones de las neuronas de la capa ganglionar de la retina. Éstos pasan por la superficie interna de la retina hasta el disco óptico, donde salen del ojo cubiertos por vainas de mielina oligodendrocítica y una capa externa de tejido conjuntivo contigua a la esclerótica.
El nervio óptico sale de la cavidad orbitaria por el agujero óptico, cerca de la arteria oftalámica. A continuación, se une al nervio del otro lado para formar el quiasma óptico. Aquí se conserva la orientación espacial de las fibras procedentes de distintas partes del fondo de ojo, es decir, las fibras de la parte inferior de la retina se encuentran en la parte inferior del quiasma y viceversa.
En el quiasma óptico las fibras procedentes de los campos visuales nasales -las mitades temporales de la retina- no se cruzan, mientras que las fibras procedentes de los campos visuales temporales -las mitades nasales de la retina- sí se cruzan. Algunas fibras abandonan el quiasma óptico para terminar en el colículo superior y son responsables del reflejo luminoso. El resto de las fibras abandonan el quiasma óptico en cualquiera de los tractos ópticos y son responsables de la visión. Debido al cruce de determinadas fibras en el quiasma óptico, el tracto óptico derecho transporta la información relativa a la visión en el campo visual nasal derecho y en el campo visual temporal izquierdo. El tracto óptico izquierdo transporta la información opuesta. Las fibras de cada tracto óptico viajan hasta su respectivo cuerpo geniculado lateral (LGN) en el tálamo.
Desde el LGN, las fibras viajan a través de la radiación óptica, atravesando la parte posterior de la cápsula interna, para terminar en la corteza visual del lóbulo occipital. En su recorrido, las fibras que sirven a los cuadrantes superiores atraviesan el lóbulo temporal, mientras que las que sirven a los cuadrantes inferiores pasan por el lóbulo parietal.
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