После выхода зрительных волокон из хиазмы, где часть их, идущая от внутренних половин сетчаток, переходит на противоположную сторону, формируются зрительные тракты. Длина зрительного тракта равна приблизительно 50 мм.
Каждый из них объединяет те нервные волокна, которые являются проводниками нервных импульсов, возникающих в гомонимных (одноименных - правых или левых) половинах сетчаток обоих глаз, включая и соответствующую половину папилломакулярного пучка. Исходящие из хиазмы зрительные тракты проходят под основанием височных долей мозга, направляясь при этом назад и вверх. Они огибают серый бугор, ножки мозга и достигают латеральных коленчатых тел (corpus geniculatum laterale), входящих в состав метаталамического отдела промежуточного мозга.
Латеральное коленчатое тело представляет собой выпуклость в задней части таламуса, расположенную кнаружи от его подушки. Латеральные коленчатые тела в настоящее время признаются единственными истинными подкорковыми зрительными центрами. Поражение любого участка зрительного пути, расположенного за хиазмой, сопровождается частичной или полной гомонимной гемианопсией. Частичная гомонимная гемианопсия в таких случаях может иметь некоторые нюансы, обусловленные особенностями топики и характера патологического процесса, а также влиянием его на структуры, проводящие зрительные импульсы, направляющиеся к корковому концу зрительного анализатора.
Перед самым вхождением зрительного тракта в латеральное коленчатое тело тонкие афферентные световые нервные волокна отделяются от него, образуя при этом пучок зрачково-чувствительных и папилломоторных волокон, который направляется к ядрам предпокрышечной (претектальной) зоны, к верхним холмикам четверохолмия. Эти волокна принимают участие в формировании зрачковых рефлексов на свет, а также в обеспечении аккомодации и конвергенции глазных яблок. Поэтому при поражении зрительных путей до места отхождения от зрительных трактов афферентных световых нервных волокон дуги зрачковых рефлексов оказываются нарушенными. В связи с этим на гомолатеральной стороне нарушается прямая реакция зрачков на свет. В случаях же их поражения после отхождения этих волокон реакции зрачков на свет, конвергенция и аккомодация остаются сохранными.
Кроме того, предполагается, что часть афферентных световых волокон, достигая крыши среднего мозга, в дальнейшем переключается на супраоптические и супрахиазмальные ядра гипоталамуса и достигает структур нейрогипофиза. Этим объясняется существующее мнение о том, что степень освещенности сетчатки оказывает регулирующее влияние на функции гипоталамо-гипофизарного комплекса. При этом имеется в виду влияние освещенности на водный и углеводный обмен, чередование внутренних биологических ритмов организма, прежде всего на смену бодрствования и сна, менструальный цикл, состояние вегетативного баланса и эмоциональной сферы, а в детском возрасте и на продукцию гормона роста, половых гормонов и функции гормональной системы в целом.
Верхние холмики четверохолмия признаются подкорковыми двигательными центрами вертикального взора. Они обладают самостоятельными обоюдными нервными связями не только со зрительными трактами, но и с корковыми центрами взора, прежде всего с его затылочным центром, спинным мозгом (покрышечно-спинномозговой и спинно-покрышечный пути), ядрами черепных нервов, обеспечивающими движения глаз (покрышечно-ядерный путь), красными ядрами, а также с ретикулярной формацией ствола, включающей структуры, активирующие кору головного мозга и ретикулярные ядра, дающие начало ретикулоспинальным проводящим путям. Кроме того, верхние холмики четверохолмия имеют связи с нижними его холмиками, входящими в состав слуховой системы. Последние непосредственно или через ассоциативные связи, входящие в состав медиальных продольных пучков, могут обеспечивать рефлекторные движения взора и головы, а иногда и общие рефлекторные двигательные реакции в сторону неожиданного звукового или светового раздражителя (четверохолмные старл-рефлексы).
Р. Бинг и Р. Брюкнер (1959) считали, что в верхние холмики четверохолмия поступают также чувствительные импульсы из обонятельной, вестибулярной и кохлеарной систем, из иннервируемых ветвями тройничного нерва тканей лица, подкорковых узлов и мозжечка. Кроме того, по их мнению, верхние двухолмия имеют прямые и обратные связи с базальными ганглиями, мотонейронами спинного мозга (через тектоспинальный проводящий путь) и мозжечком (через верхние ножки мозжечка). Наличие таких связей позволяет понять, в частности, почему при поражении четверохолмия возникают нарушения рефлекторной регуляции двигательных актов. Есть мнение, что четверохолмие служит первичным центром интегрирования информации, необходимой для ориентации в пространстве.
Претектальные ядра, расположенные в крыше среднего мозга, впереди верхних холмиков четверохолмия, и состоящие из групп мелких нервных клеток, выполняют функции релейных структур для афферентных папилломоторных волокон (части афферентных световых нервных волокон), приходящих сюда из сетчатки. Аксоны нейронов протекальных ядер, частично переходя на противоположную сторону, то есть совершив частичный перекрест, заканчиваются в мелкоклеточных парасимпатических ядрах Якубовского-Эдингера-Вестфаля, входящих в комплекс ядер глазодвигательных черепных нервов, расположенный в покрышке среднего мозга на уровне верхних холмиков четверохолмия и имеющий двусторонние связи со структурами медиальных продольных пучков. Эти нервные связи участвуют в формировании рефлекторных дуг, обеспечивающих реакции зрачков на свет, а также направленность взора.
К сказанному можно добавить, что в покрышке ствола на всем протяжении от задней спайки мозга до водопровода (сильвиева водопровода) расположено парное мезэнцефалическое ядро тройничного нерва (nucleus tractus mesencephalici nervi trigemini), клетки которого до некоторой степени смешиваются с нейронами входящими в состав ядерного аппарата III и IV черепных нервов При этом часть волокон проприоцептивной и болевой чувствительности, идущие от тканей глаза и в том числе от наружных глазных мышц, поступает в мезэнцефалическое ядро тройничного нерва. Далее аксоны клеток этого ядра совершают перекрест и, поднимаясь вместе с медиальной петлей, достигают вентрального заднемедиального ядра таламуса.
Отсюда нервные импульсы, идущие от глазодвигательного аппарата проходят по аксонам клеток таламуса через заднюю треть задней ножки внутренней капсулы и в итоге достигают коры нижних отделов постцентральной извилины большого полушария мозга. В дальнейшем нервные импульсы передаются на мотонейроны нижней части прецентральной извилины и лобный центр взора, участвующие в обеспечении иннервации мышц шеи и головы, а также сочетанного движения глаз (взора).
