Biofísica da visão

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Biofísica da visão
Acadêmicos do 1° período de enfermagem
Introdução
É uma esfera que mede cerca de 24mm de diâmetro antero-posterior, localiza-se na parte anterior da órbita.
Camada externa
Camada média
Camada
interna
O olho está envolvido por músculos, gordura e tecido conjuntivo. Ligados a ele encontramos quatro músculos retos e dois oblíquos. Estes são inervados pelos nervos oculomotor, troclear e abducente, e entram através da fissura orbitária superior. O ramo oftálmico do trigêmeo, responsável pela inervação sensorial ocular e da face, entra na cavidade craniana também através desta fissura. O nervo óptico, que transmite os impulsos visuais, deixa a órbita através do forame óptico junto da artéria oftálmica e inervação simpática ocular.
Olho, Via óptica e centros visuais 
Conjunto sensorial
As cavidades oculares são em número de três: a cavidade vítrea, a câmara posterior e a câmara anterior. A cavidade vítrea é a maior e é localizada posterior ao cristalino e adjacente a retina sensorial, a câmara posterior é a menor e compreende o espaço entre a íris e o cristalino, enquanto que a câmara anterior localiza-se entre a íris e a face posterior da córnea. O humor aquoso é formado pelos processos ciliares e circula através da pupila.
O olho como sistema óptico
O olho humano pode ser analisado através de um modelo simples, que equivale opticamente aos efeitos produzidos pela córnea, pelo cristalino e pelos humores aquoso e vítreos. Tal sistema é designado por olho reduzido, sendo constituído basicamente por uma lente que representa os diversos meios ópticos que formam o olho é um alvo que representa a retina.
O funcionamento do olho humano é muito semelhante ao funcionamento de uma câmera fotográfica.
De um objeto real diante da lente L (objetiva), o sistema óptico conjuga uma imagem real sobre um alvo sensível a luz (retina). 
Quando olhamos na direção de algum objeto, a imagem atravessa a córnea, e chega à íris, que regula a quantidade luz. Quanto maior a pupila, mais luz entra no olho. Passada a pupila, a imagem chega ao cristalino, e é focada sore a retina. A lente do olho produz, uma imagem invertida, e o cérebro a inverte para a posição correta. Na retina, mais de 100 milhões de células fotorreceptoras transformam a onda luminosas em impulsos eletroquímicos, que são decodificados pelo cérebro.
 
A luz é uma onda eletromagnética, cujo comprimento de onda se inclui num determinado intervalo dentro do qual o olho humano é a ela sensível. 
A luz
PRESBIOPIA 
Presbiopia é a piora de visão normal que ocorre com o avançar da idade, quando os olhos lentamente perdem a capacidade de focalizar objetos muito próximos. Também chamada de vista cansada, a presbiopia em geral começa aos 40 anos de idade e acabará acometendo todas as pessoas até os 50 anos em algum grau.
Sintomas de Presbiopia são:
Dificuldades para ler, usar computador, costurar e realizar atividades próximas em geral.
Cansaço visual e/ou dor de cabeça após esforço visual de perto.
Moscas Volantes
São manchas ou pontos escuros no campo de visão.
Em geral, são pequenas opacidades dentro de uma gelatina que temos dentro do olho, chamada humor vítreo. O vítreo preenche toda a cavidade posterior do globo ocular. 
Embora esses corpos flutuantes pareçam estar na frente do olho, eles estão realmente flutuando dentro da gelatina e a sombra deles é projetada sobre a retina, conforme a movimentação dos olhos. 
Causas das Moscas Volantes
São causadas por alterações que ocorrem no vítreo, o gel que preenche o olho, em decorrência da idade ou doenças oculares. Geralmente é acompanhado por um encolhimento ou condensação, chamado de descolamento do vítreo posterior, sendo essa uma causa bastante comum de moscas volantes. Elas podem resultar também de inflamações dentro dos olhos ou por depósitos de cristais que se depositam na gelatina do vítreo. 
Lentes côncavas
Uma característica que podemos usar para identifica-las é que possuem bordas (extremidades) mais grossas que a parte central.
Poder da refração
A luz pode ser refratável, ou seja, pode mudar de direção. O olho capta parte da luz que é refletida pelo objeto. Uma parte da luz é absorvida, a outra é refletida. A íris tem o trabalho de regular a quantidade de luz que entra para o humor vítreo. A contração da pupila diminui de diâmetro e menos luz entra, esse mecanismo é responsável por regular a quantidade de luz máxima e mínima que o olho humano pode absorver. E além disso, a melanina tem o papel importante de dilatar a pupila para deixar a luz passar, além de dar a cor característica dos olhos.
Assim como outros diversos dispositivos ópticos (dispositivos inventados pelo homem) o olho humano possui uma abertura que permite a passagem da luz, uma lente e um anteparo, onde a imagem é formada.
A luz atravessa o humor aquoso, penetra pela pupila, e atinge o cristalino, que funciona como uma lente convergente, convergindo os raios luminosos para um determinado ponto focal sobre a retina, permitindo que a imagem se forme.
O cristalino possui uma elasticidade que o permite alterar a sua forma, tornando-se mais, ou menos convergente, contribuindo também para sua acomodação, a qual é muito importante na formação de imagens de diferentes distâncias. Quando o objeto está distante, a imagem formada é correspondente a um relaxamento dos músculos ciliares (músculos que circundam o cristalino), já se o objeto está próximo, a imagem é derivada de uma tensão destes músculos. Por isso, quando se passa um longo período olhando apenas para objetos muito próximos, como por exemplo, quando estamos escrevendo ou lendo, devemos em certos momentos, desviar o olhar para objetos mais distantes, como uma forma de descontrair os músculos ciliares e “descansar a vista”.
A luz refletida pelos objetos vai então chegar à retina. Na região da retina, além da formação das imagens, ocorre também, a percepção das cores, por meio das células fotossensíveis presentes em sua composição, denominadas bastonetes e cones.
Formação da imagem
Uma carga elétrica cria à sua volta um campo elétrico. Se esta carga for acelerada, haverá uma variação do campo elétrico no tempo, que irá induzir um campo magnético. 
Estes campos são perpendiculares entre si e constituem uma onda eletromagnética. 
A direção de propagação da onda é perpendicular às direções de vibração dos campos que a constituem. 
Uma onda eletromagnética propaga-se no vácuo à velocidade constante de 300.000 km/s. 
Onda Eletromagnética 
Onda Eletromagnética 
A sua frequência é inversamente proporcional ao comprimento da onda, de acordo com a equação: 
Onde f é a frequência, v é a velocidade e λ é o comprimento da onda 
Espectro Eletromagnético
Tomando o espectro de ondas eletromagnéticas, todas as ondas que são visíveis, possuem uma faixa de freqüências que se estende de 4,5.1014 Hz , a 7,5.1014 Hz . 
Esta faixa possui as sete cores fundamentais que podemos relacioná-las em ordem de freqüência crescente, como: vermelho, alaranjado, amarelo, verde, azul, anil e violeta. 
Dispersão da Luz
É a relação de dependência do índice de refração com o comprimento de onda da luz. É a dispersão que faz com que a luz branca incidindo sobre um prisma de vidro seja refratada, separando as várias cores desde o vermelho ( maior λ ) até o violeta ( menor λ ).
A recomposição da luz branca (soma das cores) pode ser obtida através um aparelho que é chamado disco de Newton. 
 Este disco, contendo as mesmas cores que compõem o espectro de luz branca, adquire uma cor uniformemente branca quando girado velozmente 
O Disco de Newton
Disco após a rotação
Disco antes da rotação
A estrutura da retina 
A retina é a parte do olho dos vertebrados responsável pela formação de imagens dos objetos visualizados.
Ela originou-se da evaginação do diencéfalo que, à medida que evolui, aprofunda-se no centro, formando uma estrutura de paredes duplas, o denominado cálice óptico. A parede
mais externa dará origem a uma fina camada constituída por epitélio cubóide simples, com células carregadas de pigmento, o epitélio pigmentar da retina. Os fotorreceptores e o resto da retina são oriundos da parede interna do cálice óptico. A camada pigmentar da retina adere fortemente à coróide, mas prende-se fracamente à camada fotossensível.
O epitélio pigmentar é formado por células cubóides com núcleos basais. Esta região basal prende-se fortemente à membrana de Bruch e apresentam invaginações da membrana plasmática e mitocôndrias, sugerindo atividade de transporte iônico.
São receptores sensoriais responsáveis pela visão. Existem dois tipos de fotorreceptores: Bastonete que permite a visão em preto e branco e os Cones, que permitem a visão em cores.
FOTORRECEPTORES
Para ver um objeto com clareza, a luz refletida pelo objeto passa através de seu olho e se concentra em sua retina. As necessidades de correção visual ocorrem quando a luz não atinge corretamente sua retina, então o objeto para o qual o observador está olhando parece está borrado. 
Problemas de visão
Miopia e hipermetropia
É o distúrbio visual que acarreta uma focalização antes desta chegar à retina. Uma pessoa míope consegue ver objetos próximos com nitidez, mas os distantes são visualizados com bastante desfoco. 
Causas da miopia
Desenvolve-se por volta dos 8 a 14 anos de idade podendo progredir até os 20-25 anos, também é causado por um fator genético passado dos pais com o problema de visão, para seus filhos. 
Simulação de um pessoa sem miopia e depois com
1, 2 e 3 graus de miopia respectivamente.
Riscos a miopia
Quando uma pessoa apresenta um grau de miopia muito alto ( grau > 6 ). Isso ocorre devido ao globo ocular ser muito grande e esse aumento do volume do olho pode causar algumas alterações na retina, o que pode comprometer a visão do paciente.
Vantagens da miopia
Após os 40 anos, algumas pessoas apresentam um certo grau de presbiopia (vista cansada). Enquanto algumas pessoas precisaram usar óculos diariamente para ler, o presbíope com que antes apresentava desconforto ao enxergar de longe por causa da miopia, agora poderá ver com mais nitidez objetos de perto, ao contrário dos hipermetropes. 
Hipermetropia
É um erro de refração que faz com que a imagem seja focada atrás da retina. Causando dificuldades para enxergar objetos próximos e principalmente na leitura de textos.
Causas
Ocorre quando o globo ocular possui um pequeno comprimento , ou ainda, devido a córnea ou cristalino possuírem um cavidade menor.
Tratamento
Pode ser corrigida com o uso de óculos, lentes convergentes, lentes de contato ou cirurgia. Mas todo o procedimento deve ser prescrito por um médico oftalmologista. 
Astigmatismo
O astigmatismo é uma necessidade de correção visual comum que pode resultar em visão borrada ou distorcida em todas as distâncias, dependendo do grau do astigmatismo. Pode afetar as pessoas em qualquer idade. Pessoas com astigmatismo são muitas vezes míopes ou hipermetropes também.
Causas
As imagens que seus olhos transmitem para seu cérebro são nítidas apenas se os raios de luz que passam para dentro dos olhos se concentram em um único ponto de sua retina, na parte de trás do seu olho.  
O astigmatismo é causa quando a superfície do olho (a córnea) ou o cristalino atrás dele, tem uma forma irregular. Ao invés de ser redondo, ele tem uma forma mais semelhante a uma bola de rúgbi. Como resultado, a luz não se concentra corretamente na retina e a imagem é embaçada. 
Tipos de ilusão de óptica
Ilusões ópticas, refere-se a imagens que mostram muito mais do que apenas parecem está demonstrando aos olhos.
Ilusões de Ótica Ambíguas
Contém mais de uma cena na mesma imagem. Embora a imagem em sua retina permaneça constante, você nunca vê uma mistura estranha das duas percepções sempre é uma ou a outra.
Ilusões de Ótica Escondida
São imagens que a primeira vista não apresenta nenhum significado, mas depois de um tempo pode-se perceber a ilusão. 
Ilusões de Ótica Impossiveis
Imagens que parecem normais, mais se repararmos bem, são impossíveis...
Ilusões de Ótica Pós-efeito
O efeito ocorre depois de se observar a ilusão.
1) Tente contar quantos pontos pretos existem no desenho.
Referências
UNICAMP. Laboratório de iluminação. Disponível em http://www.iar.unicamp.br/lab/luz/dicasemail/dica16.htm accesso em 25/11/2016
Um pouco sobre cor. Disponível em https://umpoucosobrecor.wordpress.com/como-o-olho-enxerga-a-cor/ Acesso em 25/11/2016
GP TSUNAMI 2M2. disponível em https://gptsunami2m2.wordpress.com/como-se-da-a-percepcao-das-cores-pelo-olho-humano/ Acesso em 25/11/2016
ACUVUE. Disponível em https://www.acuvue.com.br/problemas-nos-olhos/astigmatismo Acesso em 25/11/2016
 
Compuland. Disponível em http://www.compuland.com.br/anatomia/olho.htm acesso em 25/11/2016
Infoescola. Disponível em http://www.infoescola.com/visao/retina/ acesso em 25/11/2016