neurofisiologia da visão

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NEUROFISIOLOGIA DA VISÃO
Docente: Sílvia Quintão Savergnini
Discentes: Gabriela Braga, Gleice Toledo, Henrique Rietra, Josiane Almeida, Melina Nogueira,Túlio Jeangregório 
 Anatomia do Olho 
encurtador.com.br/mxDFT
Irís → Anel colorido de forma circular, que se comporta como o diafragma das câmaras fotográficas. Na sua parte central existe um orifício de diâmetro variável, conhecido como Pupila, que tem a função de regular a quantidade de luz que penetra nos olhos. 
Cristalino → É uma lente convergente do tipo biconvexa. Pode assumir diferentes formas em função da distância do objeto ao olho. 
Músculo Ciliares → São responsáveis pela mudança de forma do cristalino, comprimindo-o convenientemente, de maneira a alterar a sua distância focal e acomodar a imagem sobre a retina. 
Retina → É a parte sensível a luz, onde deve se formar a imagem para ser nítida. 
 Formação da Imagem na Retina 
encurtador.com.br/bhiLS
Nosso sistema de lentes oculares permitem que uma imagem seja focalizada na retina.
O Raio de Luz emitido pelo objeto, entra no cristalino, atravessa o humor aquoso e vai para a retina.
Como a retina tem um formato côncavo, o raio luminoso que sai da parte superior do objeto acaba indo para a parte inferior da retina, enquanto o raio emitido da parte inferior do objeto vai para a parte superior da retina. A imagem então e formada de cabeça para baixo. 
Nosso cérebro é treinado a considerar normal, a imagem invertida. 
 Diâmetro Pupilar 
encurtador.com.br/ACDU4
Regulação da quantidade de luz que entra no olho
Regulação de profundidade e foco. 
Miose → em locais com muita claridade a pupila irá se contrair. Quanto mais fechada a pupila, maior será a profundidade de campo, ou seja, o foco da nossa visão fica num espaço maior. 
Midríase → em locais mais escuros a pupila se dilata para entrar maior quantidade de luz para assim poder enxergar. Quanto mais dilatada, menor a profundidade de campo. Ou seja, o foco da nossa visão fica num espaço menor.
 
 Visão em profundidade e tridimensional 
encurtador.com.br/cjmtW
O formato côncavo de nossa retina permite que tenhamos uma visão em profundidade, que pode ser atingida através de três meios:
Determinação da Distância pelos Tamanhos de Imagens Retinianas de Objetos Conhecidos → O cérebro usa do tamanho das imagens formadas na retina, para calcular a distância
Determinação da Distância por Paralaxe de Movimento → Deslocamento aparente de um objeto, quando muda-se a fonte de observação. 
Determinação de Distância por Visão Binocular → O fato de termos uma visão binocular (dois olhos), permite uma visão tridimensional. Ambos os olhos enxergam pontos diferentes de um mesmo objeto, visto a uma mesma altura. Com isso, nosso cérebro faz uma sobreposição de imagens, permitindo uma visão tridimensional. 
Óptica da Visão
Refração da Luz → É a passagem da luz e um meio para o outro
Lente Convexa → Focaliza os raios luminosos. Nesse tipo de lente, raios periféricos que incidem paralelos vão convergir em um único ponto (ponto focal) . Ou seja a luz atravessa a lente sem ser refratada. A imagem de uma lente convexa é formada de cabeça para baixo e com as duas laterais invertidas em relação ao objeto original 
Lente Côncava → Divergir os raios de Luz. O efeito desse tipo de lente é exatamente oposto ao da lente convexa, fazendo com que os raios periféricos de luz sejam divergentes. 
Emetropia (Visão Normal) 
Objetos distantes → relaxamento do músculo ciliar
Objetos próximos → contração do músculo ciliar 
Erros de Refração 
encurtador.com.br/fmBDE
Hiperopia (Visão boa para longe) 
 Globo ocular curto, ocasionando enfraquecimento do sistema de lentes. Imagem depois da retina.
 Objeto distante → contração do músculo ciliar permitindo focalizar.
 Objeto próximo → nitidez só é alcançada quando o músculo ciliar alcança sua contração limite 
encurtador.com.br/fmBDE
Miopia (Visão boa para perto) 
Globo ocular longo → focalização ocorre antes da retina
Objeto distante → não tem como relaxar mais a lente
Objeto próximo → aproxima-se o objeto até que consiga focar. 
Correção → Uso de lentes côncavas → divergentes 
Hipermetropia 
Dificuldade em vê de perto devido o enfraquecimento do sistema de lentes.
Objetos distante → Visão clara 
Objetos próximos → visão desfocada
Correção → Uso de lentes convexas → convergente 
Erros de Refração 
Erros de Refração 
Astigmatismo 
Erro refrativo → Imagem visual num plano focalizado em uma distância diferente daquela do plano em ângulos retos.
Curvatura da córnea grande demais em plano do olho
Correção → Lentes esféricas que corrija o foco em um dos planos, e uma lente cilíndrica adicional para corrigir o erro dos outros planos. 
encurtador.com.br/fvGIX
Erros de Refração 
Catarata - Áreas Opacas do Cristalino
Mais comum em idosos e diabéticos. 
Proteínas em algumas fibras do cristalino se desnaturam, e mais tarde coagulam formando áreas opacas. 
Remoção cirúrgica do cristalino sendo substituído por lentes plásticas e lentes convexas
encurtador.com.br/jpuD9
Mecanismo de Acomodação 
Objeto próximo → menor distância focal (cristalino comprimido) 
Objeto distante → maior distância focal (cristalino distendido) 
A acomodação é controlada pela inervação Parassimpática 
Presbiopia (Vista cansada) → perda da acomodação pelo cristalino. 
encurtador.com.br/htE24
 Acuidade Visual
encurtador.com.br/wOQU6
É o grau de aptidão do olho, capacidade de perceber a forma e o contorno dos objetos. 
Funções Receptora e Neural da Retina
Retina
Retina: A retina é uma camada fina de tecido nervoso sensível à luz localizada no interior do olho. É o tecido que transforma luz em estímulo nervoso e o envia ao cérebro.
ELEMENTOS ESTRUTURAIS DA RETINA
Fotorreceptores
 
 Cones: visão em cores e contém as substâncias fotoquímicas denominadas pigmentos coloridos.
 Bastonetes: visão em preto e branco contém a substância fotoquímica rodopsina.
Bastonetes e cones: segmentos externos
Apresentam grande número de discos (dobras da membrana celular).
Concentração de proteínas conjugadas: rodopsina e pigmentos coloridos.
Fóvea da retina
Pequena área no centro da retina.
Composta predominantemente por cones.
Cones da fóvea são diferenciados, apresentam corpos celulares longos e delgados.
Essencial para visão apurada e detalhada.
Micrografia da fóvea da retina
Fototransdução: conversão de energia luminosa em sinais elétricos.
A rodopsina é composta por duas moléculas:
opsina (proteína),
retinal (molécula derivada da vitamina A, porção do pigmento que absove luz).
Descoramento: processo de ativação do retinal pelo estímulo de luz e separação da opsina.
Principais canais catiônicos:
CNG (Canais dependentes de nucleotídeo cíclicos): entrada de Na+ e Ca2+.
Canais de K+ : saída de K+ 
Estímulo de luz
Ativação da rodopsina
Ativação da proteína G transducina
Ativação enzima GMPc Fosfodiesterase
Destruição dos GMPc que regulam os canais de Na+
Redução da entra de cátions e contínua saída de K+ 
Aumento da eletronegatividade
Hiperpolarização
Adaptação ao escuro
Longa permanência no escuro, o retinal e as opsinas serão convertidas novamente em pigmentos sensíveis a luz. 
Sensibilidade baixa da retina após exposição a luz forte seguido de exposição a escuridão. 
Depois de um minuto a sensibilidade da retina aumentou 10 vezes.
Quadro de Ishihara
Visão normal: 74
Cegueira para cores vermelho – verde: 21
Quadro de Ishihara
Visão normal: 42
Cegueira para vermelho: 2
Cegueira para verde: 4
Circuito Neural da Retina 
A retina é formada por uma complexa organização neural, composta por diferentes tipos celulares:
Os próprios fotorreceptores-
os bastonetes e os cones.
As células horizontais
As células bipolares.
As células amácrinas
As células ganglionares.
 
Neurotransmissores
Nem todos os neurônios retinianos são conhecidos. Sabe-se:
Bastonetes e cones liberam glutamato.
Células amácrinas secretam pelo menos oito, incluindo ácido gama-aminobutírico, glicina, dopamina, acetilcolina e indolamina.
Os outros não são totalmente conhecidos.
Condução Eletrotônica
Condução dos sinais visuais por condução eletrotônica.
Células ganglionares e ocasionalmente algumas células amácrinas por potencial de ação.
Relacionada à intensidade da iluminação, não é “tudo ou nada”.
Inibição Lateral para aumentar o contraste
Proporcionada pelas células horizontais e algumas amácrinas, que são sempre inibitórias.
Assegura a transmissão de padrões visuais com contraste visual apropriado.
Bastonetes e Cones
Bastonetes reconhecem a luminosidade e os cones as cores.
À medida que se aproxima da fóvea, menos bastonetes e cones convergem na fibra óptica. 
Na retina central tem apenas cones.
Na retina periférica mais bastonetes convergem e estimulam as células ganglionares.
Células Ganglionares
Células W, X e Y.
Células W: 40%, são pequenas e transmitem sinais ao n. Óptico à velocidade lenta, 8 m/s. Maior excitação vem dos bastonetes e amplo campo na periferia. Detecta movimento direcional.
Células X: 55%, diâmetro médio, transmitem sinais a cerca de 14 m/s. Pequenos campos na retina. Recebe pelo menos um cone, responsável pela visão colorida.
Células Y: são as maiores e mais rápidas, 50 m/s. Representam apenas 5% e têm amplos campos dendríticos. Grande precisão de localização.
Potenciais de ação espontâneos contínuos. 
Resposta Liga-Desliga
Causadas pelas células bipolares despolarizantes e hiperpolarizantes, e a natureza transitória causada pelas células amácrinas.
Capacidade das retinas periférica e central.
 
Transmissão de Sinais Coloridos
Cada tipo de célula ganglionar de contraste de cor é excitada por uma cor e inibida pela cor “oponente”
A análise de cor começa na retina e não é inteiramente uma função do cérebro.
Neurofisiologia Central da Visão
Vias Visuais
Sistema Novo 
 Córtex
Sistema Antigo 
Núcleos Supraquiasmático do Hipotálamo (ciclo circadiano)
Núcleos Pré-tectais (focalizar e reflexo foto-motor)
Colículo Superior (movimento dos olhos)
Núcleo Geniculado Ventrolateral (comportamental)
Destacar 2 funções do CGL:
	Transmissão de sinal do trato para radiações
	Regular quanto do sinal é permitido passar para o Córtex.
Sistema antigo: mesencéfalo e áreas onios prosencefalicas basais. 
Organização e Função do Córtex Visual
Sinais da área macular e da retina terminam próximo ao polo occiptal. Sianis da retina mais periférica terminam em localização anterior na fissura calcarina.
Parte sup. Retina - lábio sup.
Parte inf. retina - lábio inf.
Cortex visual secundário : análise dos significados visuais
Córtex Visual Primário, estriado ou Área Visual I
Terminação dos sinais visuais diretos
Destacar grande área cortical da mácula densa e sua importância, uma vez que ali há o mais alto grau de acuidade visual.
Composto por 6 camadas
Retransmissão
Superficial: distâncias curtas
Profunda: distâncias longas
Blobs: entremeiam as colunas e decifram cores
Interação dos Sinais Visuais dos Dois Olhos Separados
Fibras geniculocalcarianas terminam na camada 4
Os sinais provenientes do Gânglio Y da retina, que passam pela camada magnonuclear do NGL, terminam na camada 4calfa e carregam informações em preto e branco, de forma rápida
Os sinais provenientes do Gânglio X
Sinais dos dois olhos são retransmitidos por camadas neuronais distintas do núcleo geniculado lateral. Na camada 4, os sinais dos dois olhos se projetam em colunas alternadas. Isso gera uma sobreposição das imagens, permitindo ao cérebro ter uma noção de distância dos objetos.
Córtex Visual Secundário ou Área de Associação Visual
Ao redor do CVP.
Imagem é dissecada e analisada.
Análise da posição e movimento. Lobo parietal. Sobreposição sensorial. Fibras óticas gânglio Y.
Análise de detalhes e cor (leitura, textura) . Lobo temporal. Gânglio X.
Padrões Neuronais de Estimulação durante Análise da Imagem Visual
O córtex visual primário
O córtex visual primário detecta contrastes: linhas e bordas
Células simples orientação de linhas e bordas
Células complexas deslocamento de linhas e bordas
Acredita-se que a orientação das bordas seja detectada devido à organização linear de determinadas células ativadas nesse processo. Essas células são células simples, presentes na camada IV do córtex visual primário. As células complexas se estimulam quando o sinal vai sendodistanciado da camada IV, isto é, quando 
Camada IV
Estimulação das células simples
Células um pouco mais distantes da camada IV
Estimulação das células simples pelo contraste entre preto e branco. Estimulação das células complexas pelo deslocamento da linha desenhada.
Padrões Neuronais de Estimulação durante Análise da Imagem Visual
Neurônios superficiais do córtex primário são estimulados por
Linhas de comprimentos específicos
Angulações 
Imagens com outras características
Padrões Neuronais de Estimulação durante Análise da Imagem Visual
Detecção de cores
Ocorre pelo contraste entre as cores (ex: vermelho e verde)
Contraste com o branco: “constância de cores”
Cores oponentes excitam células neuronais específicas
Contrastes complexos são interpretados por células hipercomplexas
Constância de cores: é a compensação do cérebro em relação à percepção da luz quando a fonte luminosa interfere nesse processo. Por exemplo, conseguimos interpretar que uma folha é branca mesmo que estejamos vendo-a em uma sala com uma fonte de luz azul. Dependendo da intensidade da iluminação ou da cor da iluminação, nosso cérebro compensa essa luminosidade e nos faz interpretar a cor “correta”. O fenômeno também compensa o fato de certa iluminação ser artificial ou natural
Padrões Neuronais de Estimulação durante Análise da Imagem Visual
Remoção do córtex visual primário 
A remoção causa cegueira
Indivíduos cegos podem reagir inconscientemente a alterações de luminosidade, da cena visual, etc.
Acredita-se que esse “rastro de visão” é fruto de vias da visão que passam pelos colículos superiores.
Campos visuais: Perimetria
Campo visual: nasal e temporal
Perimetria: identifica cegueira em partes específicas da retina
Mancha cega: falta de bastonetes e cones em determinadas áreas da retina. Comum em perimetrias normais.
Campos visuais: Perimetria
Anormalidades em perimetrias
Estocomas: manchas cegas no campo de visão
Glacoma (lesão do n. óptico), reações alérgicas, intoxicações, etc.
Retinite pigmentosa
Retinite pigmentosa causa a degeneração da retina, fazendo com que fragmentos de melanina sejam depositados nas áreas degeneradas. Costuma degenerar áreas periféricas do campo de visão primeiramente, degenerando áreas centrais a posteriori. 
Campos visuais: lesões na via óptica
Destruição de um nervo óptico: cegueira do olho afetado
Destruição do quiasma óptico: hemianopsia bitemporal
Destruição de um trato óptico: hemianopsia homônima
Movimentos Oculares e seu Controle
Três pares de músculos controlam a motricidade ocular
Retos lateral e medial: lado a lado
Retos superior e inferior: para cima e para baixo
Oblíquos superior e inferior: rotação dos globos oculares
Os oblíquos mantêm o campos visuais em posição vertical
Todos os músculos são inervados pelo NCIII, óculo-motor, exceto dois: o oblíquo superior é inervado pelo NCIV, nervo troclear e o reto lateral é inervado pelo NCVI, nervo abducente.
Movimentos Oculares e seu Controle
Vias neurais para o controle da motricidade ocular
Fascículo longitudinal medial: conecta os núcleos do tronco cerebral
Inervação recíproca: enquanto
um músculo relaxa, outro contrai.
Movimentos Oculares e seu Controle
Movimento de fixação dos olhos
Fixação voluntária
Fixação involuntária
Movimentos Oculares e seu Controle
Fixação voluntária 
Controlada bilateralmente nas regiões corticais pré-motoras dos lobos frontais
Disfunção bilateral ou disfunção: dificuldade de destravar os olhos fixos em um ponto
Movimentos Oculares e seu Controle
Fixação involuntária
Áreas visuais secundárias do córtex occiptal: travam a mirada em um objeto de interesse
Destruição bilateral: fixação da mirada se torna difícil ou quase impossível
Decorre de feedback negativo: quando a mancha de luz alcança a borda da fóvea da retina, movimentos oculares rápidos deslocam-na para o centro da fóvea.
Os movimentos de deslocamento dos olhos são: (1) um tremor contínuo causado por contrações sucessivas nas unidades dos músculos oculares, (2) deslocamento lento dos globos oculares entre uma direção e outra, (3) movimentos rápidos súbitos, controlados pelo mecanismo de fixação involuntária. 
As linhas “sólidas” representam os movimentos rápidos que deslocam a mancha de luz para o centro da fóvea, enquanto as linhas tracejadas representam os movimentos lentos da mancha de luz pela fóvea. Observe que, ao “final” de cada linha tracejada, ocorre uma linha sólida em direção ao centro da fóvea, o que mostra que os movimentos rápidos deslocam a mancha de luz para o centro dessa estrutura.
Movimentos Oculares e seu Controle
Movimento sacádico dos olhos
Cena visual que se move: os olhos se fixam em um ponto de destaque, um após o outro (saltos ou sacadas)
Movimentos sacádicos durante a leitura: os olhos são treinados para realizarem esses movimentos, mesmo que não haja movimento da cena visual
Movimentos sacádicos “de perseguição”: ao identificar um padrão de movimento de um objeto, os olhos o acompanha por sacadas
Movimentos Oculares e seu Controle
Colículos superiores: envolvidos na movimentação ocular (possuem mapas topológicos para a visão e outros sentidos)
São supridos por fibras visuais do tipo W e do tipo Y (a última de condução rápida)
Fascículo longitudinal medial: transmite os sinais para outros níveis do tronco cerebral, permitindo o movimento da cabeça.
Movimentos Oculares e seu Controle
“Fusão” das imagens visuais nos dois olhos
As imagens se fundem nos “pontos correspondentes” das retinas.
“Excitação de interferência”: interações entre os neurônios corticais originados do corpo geniculado lateral.
A excitação de interferência é o sinal transmitido ao aparelho oculomotor: convergência, divergência ou rotação ocular, reestabelecendo a fusão.
Movimentos Oculares e seu Controle
Mecanismo Neural de Estereopsia para Julgar Distâncias dos Objetos Visuais
O olho direito enxerga mais o lado direito do objeto e o olho esquerdo, mais o lado esquerdo. Não é possível sobrepor imagens dos dois olhos.
Estereopsia: mecanismo neural para julgar distâncias. Algumas imagens se encontram em sobreposição a certas distâncias.
A distância é medida de acordo com as fibras que foram excitadas pela sobreposição ou não das imagens.
Controle Autônomo da Acomodação e da Abertura Pupilar
Nervos autônomos dos olhos
Inervação parassimpática
Núcleo de Edinger-Westphal 
NCIII
Gânglio ciliar
Neurônios parassimpáticos pós-ganglionares
Globo ocular
Nervos ciliares
Fibras pré-ganglionares fazem sinapse com os
músculo ciliar, esfíncter da íris
Controle Autônomo da Acomodação e da Abertura Pupilar
Nervos autônomos dos olhos
Inervação simpática
Células do corno intermediolateral
Fibras simpáticas
(1º segmento torácico da medula espinhal)
Gânglio cervical superior
(sinapse com neurônios ´pós-ganglionares)
Fibras pós-ganglionares
Propagação pela a. carótida e suas ramificações menores
Olho
Fibras radiais da íris
Músculos extra-oculares do olho
Controle da Acomodação (Focalização dos Olhos) 
Essencial para a acuidade visual.
Músculo ciliar do olho.
Maior contração Maior poder refrativo do cristalino.
Menor contração Menor poder refrativo do cristalino.
Indícios ajudam a mudar a força do cristalino na direção apropriada:
Aberração cromática.
Conversão de objetos próximos convergência
Nitidez na fóvea defere de nitidez nas margens
Oscilações constantes
OBS: Áreas 18 e 19 de Brodmann: controlam a acomodação a níveis corticais.
Controle do diâmetro pupilar
Miose (estímulo parassimpático) e midríase (estímulo simpático). São frutos da dinâmica muscular do esfíncter da pupila.
Reflexo fotomotor
Adaptação dos olhos frente às condições luminosas do ambiente
Impulsos resultantes
Nervos ópticos
Núcleo de Edinger-Westphal
Nervos parassimpáticos
Contração do esfíncter da íris
Controle do diâmetro pupilar
Reflexos ou reações pupilares na Doença do Sistema Nervoso Central
Bloqueio dos reflexos pupilares: síflis no SNC, alcoolismo, encefalite, etc. Ocorre geralmente bloqueio na região pré-tectal do tronco cerebral.
Fibras da região pré-tectal ao núcleo de Edinger-Westphal: inibem esse núcleo. A destruição das fibras o mantém cronicamente ativo.
Núcleo de Edinger-Westphal pode ser estimulado por outras vias: maior contração pupilar.
Reação pupilar à acomodação: os sinais de acomodação do cristalino e de convergência dos olhos (em determinado objeto próximo causam leve constrição pupilar).
Pupila que responde à acomodação mas não à luz: pode ser sinal de doença (ex: síflis).
Controle do diâmetro pupilar
Síndrome de Horner
Interrupção dos nervos simpáticos oculares.
Pupila constantemente contraída: dilatador da pupila sem inervação simpática.
Queda da pálpebra superior.
Vasos sanguíneos no lado correspondente da face e da cabeça constantemente dilatados.
Sudorese inexistente no lado correspondente: sudorese necessita de inervação simpática.
OBRIGADO!
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
GUYTON, A.C., HALL, J.E. Tratado De Fisiologia Médica. 13 ed. Ed. Rj . Guanabara Koogan, 2017.
SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017.