BIOFÍSICA DA VISÃO 15 04

Prévia do material em texto

BIOFÍSICA DA VISÃO 
 
INTRODUÇÃO 
 
As informações do mundo exterior são captadas e transmitidas ao cérebro através dos órgãos dos sentidos. Nos primatas, os 
receptores e as vias nervosas permitem a detecção e análise dos sinais sonoros, a audição; luminosos, a visão; e químicos, a 
gustação e olfação; ambos situados na cabeça. Além dessas informações, os sensores situados nos canais semicirculares do 
ouvido interno ajudam a manutenção da postura e participam na definição do equilíbrio do corpo. 
Grande parte das informações que o ser humano recebe é transmitida por ondas sonoras. Elas geralmente provém do 
ambiente que nos cerca e são originadas em diversas fontes sonoras. O sistema auditivo dos animais permite a captação dessas 
ondas e o reconhecimento do conteúdo de informações que possuem. 
Na antiguidade, alguns filósofos acreditavam que a luz era composta de minúsculas partículas que se alinhavam em linha 
reta e que possuíam uma velocidade muito grande. A primeira pessoa a contrariar essa idéia foi Leonardo da Vinci, em meados 
do ano 1500d.C. Leonardo da Vinci comparou o fenômeno do eco, que é de característica ondulatória, com fenômenos da 
reflexão da luz. Devido à grande semelhança entre esses fenômenos, ele levantou a hipótese de que a luz seria uma onda e não 
um conjunto de partículas. 
 
 
2.2 OLHO 
 
A luz como partícula (fóton) uma película fotossensível transforma a energia eletromagnética do pulso luminoso em pulso 
elétrico. Os pulsos elétricos são levados ao cérebro, onde provocam sensações psicofísicas conhecidas como visão. 
A luz é composta por comprimentos de onda visível que varia para os humanos na faixa dos 400 aos 750nm. A luz, 
composta pelo somatório destes comprimentos de onda, nos dá a sensação visual do branco. Um objeto será percebido como 
branco se todos os raios do espectro baterem nele e forem refletidos. Caso contrário, isso é, se objeto absorver todos os 
comprimentos de onda não havendo reflexão de qualquer comprimento de onda na faixa do visível, objeto será percebido como 
preto (o preto é o grau máximo de redução da intensidade luminosa do branco). Portanto, a cor é uma sensação psicofisiológica 
que está associada ao comprimento de onda e à maneira de percebê-los. 
Cor monocromática como o próprio nome diz é composta de um único comprimento de onda e é específico para cada cor. 
Um exemplo é o arco-íris que é decorrente do fenômeno da difração da luz exercido pelas gotículas de água dispersas na 
atmosfera. O vermelho, laranja, azul, verde, amarelo, azul e violeta, são cores monocromáticas com comprimentos de ondas 
específicos. 
O olho tem a função de transformar a energia eletromagnética em energia elétrica, e esses pulsos são direcionados ao 
cérebro. O globo ocular tem cerca de 24 mm de diâmetro e encontra-se encapsulado, em uma membrana rígida denominada 
esclerótica que, em sua parte anterior, apresenta uma janela transparente chamada córnea. Atrás da córnea está a câmara anterior 
do olho, preenchida pelo humor aquoso, uma solução pouco concentrada, e a íris, que é um diafragma variável. Esta câmara é 
fechada pelo cristalino e pela lente de poder refrativo ajustável através da contração do músculo ciliar. A câmara posterior, atrás 
do cristalino, é preenchida por um fluido gelatinoso conhecido como humor vítreo. O fundo do globo ocular, denominado retina, 
contém as células nervosas fotossensíveis: os cones e os bastonetes. Os cones concentram-se na mácula lútea (mancha amarela) e 
mais ainda, na fóvea centralis (fossa central), compreendida no interior da macula lútea. Os filetes nervosos que se unem para 
formar o nervo óptico, o fazem num ponto da retina que não possui células fotossensíveis: o ponto cego. A nutrição das 
estruturas é feita pela corióide (ou coróide) que é a camada que contém os vasos sanguíneos. O eixo óptico não coincide com o 
eixo visual, como visualizado na figura abaixo. 
 
 Meios transparentes: 
Córnea: porção transparente da túnica externa (esclerótica); é circular no seu contorno e de espessura uniforme. Sua 
superfície é lubrificada pela lágrima, secretada pelas glândulas lacrimais e drenada para a cavidade nasal através de um orifício 
existente no canto interno do olho. 
Humor aquoso: fluido aquoso que se situa entre a córnea e o cristalino, preenchendo a câmara anterior do olho. 
Cristalino: lente biconvexa coberta por uma membrana transparente. Situa-se atrás da pupila e é orienta a passagem da luz 
até a retina. Também divide o interior do olho em dois compartimentos contendo fluidos ligeiramente diferentes: a câmara 
anterior, preenchida pelo humor aquoso e a câmara posterior, preenchida pelo humor vítreo. Pode ficar mais delgado ou mais 
espesso, porque é preso ao músculo ciliar, que pode torná-lo mais delgado ou mais curvo. Essas mudanças de forma ocorrem 
para desviar os raios luminosos na direção da mancha amarela. O cristalino fica mais espesso para a visão de objetos próximos e, 
mais delgado para a visão de objetos mais distantes, permitindo que nossos olhos ajustem o foco para diferentes distâncias 
visuais. A essa propriedade do cristalino dá-se o nome de acomodação visual. Com o envelhecimento, o cristalino pode perder as 
transparências normais, tornando-se opaco, ao que chamamos catarata. 
Humor vítreo: fluido mais viscoso e gelatinoso que se situa entre o cristalino e a retina, preenchendo a câmara posterior do 
olho. Sua pressão mantém o globo ocular esférico. 
O globo ocular apresenta, ainda, anexos: as pálpebras, os cílios, as sobrancelhas ou supercílios, as glândulas lacrimais e os 
músculos oculares. As pálpebras são duas dobras de pele revestidas internamente por uma membrana chamada conjuntiva. 
Servem para proteger os olhos e espalhar sobre eles o líquido que conhecemos como lágrima. Os cílios ou pestanas impedem a 
entrada de poeira e de excesso de luz nos olhos, e as sobrancelhas impedem que o suor da testa entre neles. As glândulas 
lacrimais produzem lágrimas continuamente. Esse líquido, espalhado pelos movimentos das pálpebras, lava e lubrifica o olho. 
Quando choramos, o excesso de líquido desce pelo canal lacrimal e é despejado nas fossas nasais, em direção ao exterior do 
nariz. 
 
BASES FÍSICAS PARA A FISIOLOGIA 
 
O olho tem a função de transformar a energia eletromagnética em energia elétrica, e esses pulsos são direcionados ao 
cérebro. A luz é a porção do espectro de radiação eletromagnética que conseguimos perceber através do sentido da visão. A 
amplitude de onda visível é aferida em nanômetros (nm) sendo variável, dependendo das condições de observação e do próprio 
observador, entre 380-400 nm e 700-780nm. 
O ser humano capta a luz através do olho, um órgão esférico extremamente complexo que em pessoas adultas atinge cerca de 
24mm. O olho é composto por três camadas, ou túnicas: a esclerótica, que o reveste e protege externamente, a coróide, constituída 
por vasos sangüíneos que alimentam o olho, e a retina, um tecido resistente, transparente e fotossensível. Na retina há dois tipos de 
células que são responsáveis pelo sentido da visão, os cones e os bastonetes. 
As ondas sonoras entram pela orelha e chegam ao canal auditivo, onde se encontra a membrana timpânica, que por sua vez, 
movimenta-se como uma cortina quando as ondas sonoras passam, e então ocorre a vibração. 
O tímpano transmite essas ondulações aos três ossos bem pequenos que existem em uma parte do ouvido. Primeiro, as 
vibrações chegam ao martelo. Ele bate na bigorna, que passa sua vibração ao estribo. 
Passando-se para a orelha interna, formada pela cóclea e pelos canais semicirculares. Um caracol vibrante, a cóclea pega as 
vibrações do estribo e as transforma em impulsos nervosos, que são então enviados para o cérebro, que distingue os sons. 
Os canais semicirculares são responsáveis pelo nosso equilíbrio. Em seu interior há um líquido cujo movimento informa ao 
cérebro a posição da cabeça e mudanças súbitasde velocidade. Isso permite ao corpo perceber que está caindo. Percebemos que 
estamos em movimento dentro de um elevador, por exemplo, mesmo sem ver as coisas passando lá fora. É por causa dos canais 
semicirculares. 
 
VISÃO 
 
 O mecanismo de formação da imagem é por refração da luz. O principal meio refrativo do olho é a interface ar-córneo, 
devido à grande diferença de índice de refração entre a córnea e o ar. 
No olho com a visão normal, a imagem se forma sempre na retina. Para que isso aconteça, é necessário que o olho mude 
o seu poder diôptrico, conforme a distancia do objeto, e esse mecanismo denomina-se acomodação . 
 Nos humanos, esse mecanismo de acomodação se faz por mudanças da espessura do cristalino. Na visão para longe, o 
músculo ciliar tem suas fibras radiais contraídas, e as circulares, relaxadas, diminuindo a convergência da lente do olho. Na visão 
para perto, o fenômeno principal é o relaxamento das fibras radiais do músculo ciliar, e como causa coadjuvante, uma contração 
das fibras circulares, provocando um espaçamento do cristalino. 
 
 O globo ocular tem como receptor a íris e a pupila, que é uma estrutura contráctil no seu diâmetro pupilar. A camada posterior 
da íris é responsável pela cor de cada olho humano. A íris tem um papel especial nas seguintes funções: de controle da quantidade de luz; 
de diminuição da aberração esférica e aberração cromática, quando a pupila é menor; do aumento da profundidade de foco, com 
fechamento da pupila. A contração da pupila é conhecida como miose e a dilatação como midríase. 
A retina é a película fotossensível, onde os fótons que chegam interagem com os receptores especiais, gerando impulso 
elétrico. A retina tem dois tipos de células fotossensíveis: os cones destinados à visão fotópica (fóton e luz), isto é, de cores e 
detalhes; e os bastonetes destinados à visão escotópica (scotos e mancha), isto é, a visão de claro e escuro associada a pequenas 
quantidades de luz. A ponta das estruturas que é a parte sensível à luz está mergulhada num epitélio de pigmento escuro, cuja 
função é absorver o excesso de luz dentro da câmara preenchida pelo humor vítreo.