Codificação Visual: Como a luz é focalizada na retina e transformada em impulso nervoso

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Psicofisiologia 
Capítulo 6. Visão 
 
Codificação Visual 
Como os estímulos visuais são transformados em impulso 
nervoso para ser processado no cérebro? 
Prof. Dr. Alessandro Fazolo Cezario 
A luz focalizada na retina 
 A luz é focalizada 
na retina através de 
duas lentes: a 
córnea e o 
cristalino; 
 
 A quantidade de 
luz que atravessa a 
íris pode ser 
controlada pela 
contração ou 
dilatação da pupila. 
 
 O formato do 
cristalino pode ser 
alterado pelos 
músculos ciliares. 
 
Imagem distante Imagem próxima 
(A) Quando os músculos ciliares estão 
relaxados, o cristalino fica mais fino 
(mais divergente) e um objeto distante 
pode ser focado na retina. 
(B) Quando os músculos ciliares estão 
contraídos, o cristalino fica mais grosso 
(mais convergente) e um objeto 
próximo pode ser focado na retina. 
Músculos ciliares e o ajuste 
do foco 
Acomodação é o meio pelo qual um 
objeto pode ter sua imagem focalizada 
sobre a retina independentemente de 
sua distância do olho. 
A 
B 
Luz longe 
Luz perto 
Erros de refração e de focalização 
Miopia – erro de refração Hipermetropia – erro de focalização 
Fatores que influenciam a correta focalização da 
imagem (e podem causar erros de refração) 
Algumas condições 
que causam erros 
de refração são a 
presbiopia, miopia, 
hipermetropia e o 
astigmatismo. 
Hipermetropia 
Miopia 
(Astigmatismo) 
Hipermetropia 
O uso de lentes corretivas ajuda nos 
problemas de focalização 
Detalhes do circuito retiniano 
1. O escuro despolariza o fotorreceptor e aumenta a voltagem no interior da 
célula (mais positivo), produzindo variações do potencial de membrana (o 
escuro funciona como um estímulo). 
2. A luz hiperpolariza o fotorreceptor e a voltagem no interior da célula cai (fica 
mais negativo); 
No escuro: a concentração 
de GMP cíclico aumenta e 
mantém os canais de Na+ 
abertos. A entrada de sódio 
deixa a célula 
despolarizada (mais +). A 
despolarização provoca a 
liberação de glutamato. 
Na luz: a concentração de 
GMP cíclico diminui e os 
canais de Na+ fecham-se 
impedindo a entrada de 
Na+. A baixa concentração 
de Na+ deixa a célula 
hiperpolarizada (mais -) e o 
glutamato não é liberado. 
Como a luz altera a voltagem dentro dos cones 
e bastonetes? 
Lamela 
Lamela 
Segmento lamelar 
Glu 
Glu 
Animação 1 - Fotoisomerização da 
rodopsina 
1. A luz hiperpolariza a 
fotorreceptor; 
2. Despolariza a célula 
bipolar 
3. E produz potenciais 
de ação na célula 
glanglionar. 
4. A ausência da ação 
inibitória do GLU, 
causada pela 
ativação de 
receptores pós-
sinápticos mGluR 
(1), produz 
despolarização das 
células bipolares 
Circuitos neurais da retina 
(1) Dhingra, A., & Vardi, N. (2012). “mGlu Receptors in the Retina” - WIREs Membrane Transport and 
Signaling. Wiley Interdisciplinary Reviews. Membrane Transport and Signaling, 1(5), 641–653. 
http://doi.org/10.1002/wmts.43 
Na presença de luz a fóvea vê 
claramente e em cores. Podemos 
perceber contornos, brilho, 
contrastes, movimento, etc. 
No escuro somente a 
periferia da retina vê em preto 
e branco e com pouca definição. 
A fóvea fica cega. 
É mais fácil identificar as letras próximas ao centro (fóvea) 
que as letras da periferia 
T 
T 
T 
T 
T 
T 
T 
T 
T 
T 
T 
T 
T 
T T 
É mais fácil identificar as cores das letras próximas ao centro (fóvea) 
que as cores das letras da periferia 
 O que é “campo receptivo”? 
Campo receptivo é a área da retina sobre 
a qual o estímulo luminoso é capaz de 
alterar a atividade de uma célula 
ganglionar em particular. 
Cada célula ganglionar tem seu campo 
receptivo representado pelo conjunto de 
fotorreceptores (cones e bastonetes) que 
se conectam a ela. 
Uma forma de se verificar o campo receptivo é 
analisar a atividade das células ganglionares ON 
center e OFF center da retina 
Se a luz atinge o campo 
receptivo de uma célula 
ganglionar (ON ou OFF) o 
seu padrão de disparo é 
aumentado. 
Se a luz atinge um ponto da 
retina fora de seu campo 
receptivo, o padrão de 
disparo da célula ganglionar 
diminui. Isso é conhecido 
por “efeito antagônico” das 
células ganglionares 
vizinhas. 
Circuito retiniano e efeito antagônico sobre 
as células ON center e OFF center 
R – Fotorreceptores 
B – Células bipolares 
A – Células amácrinas 
G – Células ganglionares 
R R R R 
G 
B 
R R 
B B B 
A A 
On 
ON center 
OFF center 
+ + - - 
Se a luz atinge o campo 
receptivo de uma célula 
ganglionar (ON ou OFF) o 
seu padrão de disparo é 
aumentado. 
Se a luz atinge um ponto da 
retina fora de seu campo 
receptivo, o padrão de 
disparo da célula ganglionar 
diminui. Isso é conhecido 
por “efeito antagônico” das 
células ganglionares 
vizinhas. 
Animação 2 - Efeito da luz nas células 
ganglionares ON e OFF center da retina 
O “efeito antagônico” das células ganglionares 
atua no reconhecimento de contornos 
O olho humano é incapaz de perceber 
gradações de tons absolutas. Note na 
figura acima que as bordas perceptíveis 
entre a tonalidade mais escura e a mais 
clara na verdade não existem. Elas são 
criadas pelo sistema visual. 
“A moça com brinco de pérola” – Vermeer 
O “efeito antagônico” das células ganglionares vizinhas 
atua no reconhecimento de contornos 
Quando o olho vê uma borda entre uma 
superfície escura e outra clara, a 
atividade de células ganglionares ON 
center afastadas da borda não é 
alterada. Isto não produz nenhum efeito 
antagônico nas células OFF center e 
nenhum contorno é visto. 
Somente as células ganglionares ON 
center próximas da borda apresentam 
aumento (células na superfície clara) ou 
diminuição (células na superfície 
escura) da atividade de disparos. Isto 
produz um efeito antagônico nas 
respectivas células OFF center e o 
contorno é visto. 
As vantagens da visão de cores 
As cores dão emoção aos objetos... 
E ajudam na distinção entre figura e fundo (contraste). 
O espectro da energia eletromagnética 
Esta é a estreita 
faixa de 
comprimento de 
ondas visível ao 
olho humano. 
 
Luz visível: varia 
de 400 a 700nm (10-9 
m) 
Suponha uma ativação 
uniforme do cone verde a 
uma figura amarela (b) 
sobre um fundo azul (a). 
Tanto a figura quanto o 
fundo seriam visto em 
uma só cor (verde). 
A retina possui diferentes cones que respondem melhor ou pior a diferentes 
pigmentos de cores. 
Como ocorre a visão de cores? 
Suponha a ativação 
diferenciada do cone 
vermelho em (a) e em 
(b). A figura (b) aparece 
destacada sobre o fundo 
(a). 
Todas as cores que vemos são 
combinações de 3 cores básicas 
Quando cones verdes e 
vermelhos são estimulados vemos 
a cor amarela. 
Quando cones vermelhos e azuis 
são estimulados vemos a cor 
magenta; 
Quando os cones verdes e azuis 
são estimulados vemos a cor 
ciano; 
Quando todos os 3 tipos de 
cones são estimulados vemos a 
cor branca. 
Como os cones estão distribuídos na retina? 
Na fóvea: 
a. De modo geral cones vermelhos são 
os mais numerosos e cones azuis os 
menor numerosos (a); 
b. Na parte mais central da fóvea não 
há cones azuis (b); 
c. A quantidade relativa de cones varia 
de pessoa para pessoa; 
 
Na periferia da retina: 
a. Diminui a quantidade de cones e 
aumenta a quantidade de 
bastonetes;b. O tamanhos dos fotorreceptores 
aumenta e decresce a densidade; 
c. Cones ficam maiores que os 
bastonetes. 
Cegueira de cores 
Você consegue ver o 
número 10 na figura da 
esquerda? Se não, pode 
ser cegueira para cores. 
Cada tipo de cone possui 
foto pigmentos sensíveis às 
diferentes ondas de luz. A 
cegueira de cores ocorre 
quando há um defeito no 
gene que produz esses foto 
pigmentos.