O nervo ótico é puramente sensorial.
As origens do nervo ótico são os axónios dos neurónios da camada ganglionar da retina. Estes passam pela superfície interna da retina até ao disco ótico, onde saem do olho cobertos por bainhas de mielina oligodendrocítica e por uma camada externa de tecido conjuntivo contígua à esclerótica.
O nervo ótico deixa a cavidade orbital através do forame ótico, próximo da artéria oftalâmica. Em seguida, junta-se ao nervo do outro lado para formar o quiasma ótico. Aqui, a orientação espacial das fibras de diferentes partes do fundo do olho é preservada, ou seja, as fibras da parte inferior da retina encontram-se na parte inferior do quiasma e vice-versa.
No quiasma ótico, as fibras provenientes dos campos visuais nasais - as metades temporais da retina - não se cruzam, enquanto as fibras provenientes dos campos visuais temporais - as metades nasais da retina - se cruzam. Algumas fibras deixam o quiasma ótico para terminar no colículo superior e são responsáveis pelo reflexo da luz. As restantes fibras deixam o quiasma ótico em qualquer um dos tractos ópticos e são responsáveis pela visão. Devido ao cruzamento de certas fibras no quiasma ótico, o trato ótico direito transportará informações relativas à visão no campo visual nasal direito e no campo visual temporal esquerdo. A informação oposta é transportada pelo trato ótico esquerdo. As fibras de cada trato ótico viajam até ao respetivo corpo geniculado lateral (LGN) no tálamo.
A partir do LGN, as fibras viajam através da radiação ótica, atravessando a parte posterior da cápsula interna, para terminar no córtex visual do lobo occipital. Durante o seu trajeto, as fibras que servem os quadrantes superiores atravessam o lobo temporal, enquanto as que servem os quadrantes inferiores passam pelo lobo parietal.
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