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ÓTICA DA VISÃO INTRODUÇÃO O sistema visual, mesmo que o mesmo não seja fundamental para a vida, é dentre os sentidos especiais, o mais desenvolvido e, talvez, o mais importante no ser humano. Ele permite identificar a luminosidade (ou brilho), seus diferentes comprimentos de ondas, ou seja, cores distintas e analisa por uma varredura o campo visual, fornecendo, então, uma visão ampla do ambiente. No entanto, concentra-se em objetos e movimentos precisos e refinados, ou seja, uma visão específica e constrói no SNC estas análises como um todo, a cada momento, para a consciência da estimulação visual, interação social e com o meio ambiente. Então, o ser humano possui uma visão ampla e pontual específica. ÓTICA DA VISÃO O que é chamado de luz (ou feixe de luz) é, na verdade, uma onda eletromagnética (ou radiação eletromagnética). Esta, apresenta duas características: uma amplitude (altura) e um comprimento de onda. Nesta onda eletromagnética, há dois campos distintos: um campo elétrico e um campo magnético, que oscilam perpendicularmente entre si. Além disso, a direção de propagação desta onda é sempre perpendicular a estes dois campos. Com isso, uma onda eletromagnética que terá habilidade de estimular os receptores visuais, apresenta um componente elétrico e magnético. Também, para humanos, a faixa de radiação eletromagnética visível varia entre 400 a 800 nanômetros (nm). Então, a onda eletromagnética apresenta, ao mesmo, esses dois campos: elétrico e magnético, que são sempre perpendiculares entre si. REFRAÇÃO DA LUZ Os raios de luz atravessam o ar com uma velocidade de cerca de 300.000 km/s, mas percorrem mais lentamente em ambientes sólidos, transparentes e líquidos. O índice refrativo de uma substância transparente é a proporção (divisão) entre a velocidade da luz no ar para a velocidade na substância. O índice refrativo do ar é 1. Desse modo, se a luz atravessa um tipo particular de vidro com velocidade de 200.000 km/s, o índice refrativo desse vidro é 300.000 divididos por 200.000, sendo igual a 1,5. Vale ressaltar que, em cada segmento anatômico, terá um índice refrativo diferente. Assim, cada um desses segmentos, irá apresentar um índice refrativo e uma somatória deles como um todo, até que a luz que vem do ar ambiente, chegue até a retina. A luz tem um comportamento duplo, isso porque, apresenta características e propriedades de uma onda e, também, de um corpúsculo (fóton de luz). Quando os raios da luz, componentes de um feixe luminoso (como mostra a figura A), atingem uma interface que é perpendicular ao feixe, eles entram, no segundo meio, sem se desviar de seu trajeto. O único efeito que ocorre é a diminuição da velocidade de transmissão de ondas e de comprimento mais curtas, como é mostrado na figura, pelas distâncias mais curtas entre as frentes de ondas. Se os raios de luz atravessam interface angulada (como mostrado na figura B), eles se curvam se os índices refrativos dos meios forem diferentes entre si. Nessa figura em particular, os raios de luz estão saindo do ar, que tem índice refrativo 1, e estão entrando em um bloco de vidro que tem índice refrativo 1,5. Quando o feixe atinge, primeiramente, a interface angulada, a borda inferior do feixe entra no vidro à frente da borda superior. A frente da onda, na parte superior do feixe, continua seu trajeto em uma velocidade de 300.000 km/s, enquanto a parte que entrou no vidro vai a uma velocidade de 200.000 km/s. Essa diferença na velocidade faz com que a parte superior da frente da onda se mova à frente da parte inferior, de modo que a frente da onda já não é vertical, mas angulada para direita. Como a direção em que a luz se propaga é sempre perpendicular ao plano da frente da onda, a direção do feixe de luz se curva para baixo. Esta diferença de velocidades dos feixes luminosos (ar e vidro) faz com que a frente de onda que chegou primeiro no vidro tenha uma deflexão (alteração ou desvio da posição natural) para baixo, uma vez que a luz se propaga sempre de maneira perpendicular ao plano da frente de onda. Essa curvatura dos raios de luz, em uma interface angulada, é conhecida como refração. Isto ocorre, também, entre o ar e a água; se uma haste for mantida parte no ar e parte na água, dá-se a impressão que a haste está entortada exatamente na interface ar-água. E, o grau de refração aumenta em função da proporção dos dois índices refrativos dos dois meios transparentes e do grau de angulação entre a interface e a frente de onda que entra. Aos olhos da pessoa, o peixe está onde sua mão está posicionada, mas na verdade, o peixe está abaixo de sua mão. Então, refração é definida como um fenômeno que ocorre quando a luz passa através da interface que separa dois meios, ocasionando uma mudança na direção de propagação. A refração é decorrente de uma diferença na velocidade de propagação nos dois meios. CONVERGÊNCIA Essa figura acima mostra os raios de luz paralelos entrando em lente convexa, esta, possui a propriedade de mudar a posição dos feixes luminosos. Os raios de luz que atravessam exatamente o centro da lente a atingem de modo exatamente perpendicular à superfície e, portanto, atravessam a lente sem serem refratados (linha vermelha, não sofrendo refração), contudo, os raios de luz atingem a interface progressivamente mais angulada. Portanto, os raios externos se curvam cada vez mais em direção ao centro, o que é chamado de convergência dos raios. Então, metade da curvatura ocorre quando os raios entram na lente, e a outra metade tem lugar quando eles saem do lado oposto. Se a lente tiver exatamente na curvatura apropriada, os raios de luz paralelos que atravesam cada parte da lanterna serão curvados com exatidão o suficiente para que todos os raios atravessem em um ponto único, que é chamado ponto focal. Então, os outros raios que atingem a lente na parte angulada sofrem refração em direção ao centro, formando um ponto focal (desde que a curvatura da lente nas partes anterior e posterior sejam perfeitas). Quanto maior for a angulação neste sentido da figura, maior a deflexão. Ademais, todos os raios da imagem na lente convexa chegaram num ponto que estão todos os focos de luz, este ponto é chamado de ponto focal. E, a distância deste ponto focal ao centro da lente é chamado de distância focal. Então, se a luz paralela incidir sob uma lente convexa, quanto maior for a angulação, maior será a deflexão desses focos de luz e estes se organizarão num ponto onde todos os fótons de luz estarão nesse único ponto. DIVERGÊNCIA A figura abaixo mostra o efeito de lente côncava sobre os raios luminosos paralelos. Os raios que entram no centro da lente atingem uma interface que é perpendicular ao feixe e, por conseguinte, não refratam (linha vermelha). Os raios da borda da lente entram na lente à frente dos raios no centro. Esse efeito é o oposto ao que ocorre na lente convexa e faz com que os raios luminosos se divirjam dos raios de luz que atravessam o centro da lente. Desse modo, a lente côncava diverge os raios luminosos, enquanto a lente convexa diverge os raios de luz. Então, o raio de luz que atravessa exatamente o centro da lente não é refratado (linha vermelha), porém os outros raios sofrem um desvio devido a angulação da lente e eles divergem do centro da lente, sem a formação de um ponto focal. Este comportamento da luz ao passar por uma lente côncava é denominado de divergência. Todos que usam óculos ou lente de contato, terão uma lente que será côncava ou convexa, com o fito de ajustar uma imagem em foco na retina. Então, a adição de lentes convexas ou côncavas trarão para o indivíduo uma melhora na imagem visual. Se um feixe de luz paralelo (longe) entre siincidir em uma lente convexa, haverá a convergência dos feixes de luz para um ponto focal, cuja distância da lente deve-se à curvatura desta. E, se um feixe de luz divergente (fonte de luz pontual, não mais paralelo) atingir esta lente, haverá a convergência, porém o ponto focal será mais distante da lente. Portanto, se tiver a mesma lente e incidir um feixe de luz paralelo, o ponto focal estará mais próximo do que o ponto focal se for uma luz divergente. Agora, se esta lente aumentar a sua convexidade, para os mesmos feixes de luz divergente, o ponto focal poderá ter a mesma distância do primeiro caso (feixe de luz paralelo). Luz divergente: ponto focal mais distante da lente Luz paralela: ponto focal mais próximo da lente As duas lentes superiores dessa figura têm a mesma distância focal, mas os raios de luz que entram na lente superior são paralelos, enquanto os que entram na lente do meio são divergentes. A lente inferior tem muito mais poder refrativo do que qualquer uma das duas outras lentes (isto é, tem distância focal muito mais curta), demonstrando que, quanto mais forte a lente, mais próximo da lente fica o foco pontual. DIOPTRIA Quanto mais a lente curvar os raios de luz, maior será seu “poder refrativo”. Esse poder refrativo é medido em termos de dioptrias. O poder refrativo em dioptrias de lente convexa é igual a 1 metro dividido por sua distância focal. Então, quanto maior for a capacidade de uma lente convexa de aumentar a sua curvatura, menor a distância até o seu ponto focal, e então a lente apresenta maior dioptria. Com isso, dioptria é definida como o inverso da distância focal, medida em metros. D = 1/f Primeira lente: o ponto focal dela foi exatamente 1 metro, então, pode-se dizer que essa lente apresenta 1 dioptria. Segunda lente: mudou a convexidade da lente, portanto, o ponto focal foi meio metro, esta lente apresente 2 dioptrias. Terceira lente: ponto focal em 10 cm, então, esta lente apresenta 10 dioptrias. As diferentes dioptrias das estruturas do olho são, aproximadamente, de: • Córnea = 1,38; • Humores = 1,335; • Cristalino = 1,40. O olho humano tem um poder refratário total de 59 dioptrias (1,5 cm) sendo a córnea (fixa) de 39 dioptrias e o cristalino ou lente de 20 (13 a 26) dioptrias, porém pode alterar a sua convexidade e incidir a imagem em foco na retina. ERROS DE REFRAÇÃO EMETROPIA É definida como visão normal. As propriedades das lentes convexas (convergência) e côncavas (divergência) permitem a correção para uma perfeita imagem focal na retina. Quando em condições normais a imagem visual apresenta-se em foco na retina é denominado de emetropia e não necessita de lentes corretoras (óculos), sendo uma condição dita normal. Como mostra na fugura, o olho é considerado normal ou “emetrópico” se raios de luz paralelos de objetos distantes estiverem em foco nítido na retina, quando o músculo ciliar estiver completamente relaxado. Isso significa que o olho emetrópico pode ver todos os objetos distantes claramente. No entanto, para focalizar objetos próximos, o olho precisa contrair seu músculo ciliar e, assim, fornecer graus apropriados de acomodação. Linha pontilhada: retina MIOPIA Na miopia, ou “visão para perto”, quando o músculo ciliar está completamente relaxado, os raios de luz que vêm de objetos distantes são focalizados antes da retina. Então, se a imagem visual/ponto focal ocorrer antes da retina denomina-se de miopia e as lentes côncavas promoverão correções para que a imagem focal seja deslocada do ponto anormal até a retina. Visão embaçada e irregular. HIPERMETROPIA OU HIPEROPIA A hipermetropia também é chamada de “visão boa para longe”. Nessa condição, os raios de luz paralelos não são curvados o suficiente, pelo sistema de lentes relaxado, para chegar no foco quando alcançam a retina. Então, se uma imagem visual ocorrer após a retina, denomina-se de hipermetropia e lentes convexas promoverão correções para que a imagem focal seja ”antecipada” para a retina. (Hipermetropia: visão boa para longe). Um indivíduo apresenta miopia ou hipermetropia, mas nunca os dois juntos (para o mesmo olho). ASTIGMATISMO O astigmatismo é erro refrativo do olho que faz com que a imagem visual em um plano focalize em uma distância diferente da do plano em ângulo reto. Isso resulta mais frequentemente de curvatura da córnea grande demais em um plano do olho. Um exemplo de lente astigmática seria superfície de lente como a de um ovo colocado de lado à luz que chega. O grau da curvatura, no plano pelo maior eixo do ovo, não é tão grande quanto o grau de curvatura no plano pelo menor eixo. Então, se uma imagem visual apresentar dois pontos focais diferentes, em planos diferentes, é denominado de astigmatismo. Isto ocorre porque neste erro refratário do olho (em geral da córnea), em um plano apresenta maior poder refratário (e a imagem focal ocorre mais próximo) e o segundo plano apresenta menor poder refratário (e a imagem focal mais distante). Para a correção do astigmatismo usa-se lentes cilíndricas com correções diferentes nos planos vertical e horizontal (eixos) para que, por tentativas, a imagem visual incida igualmente na retina. Visão turva e embaçada tanto para perto quanto para longe. Um indivíduo pode ter no mesmo olho miopia e astigmatismo ou hipermetropia e astigmatismo juntos. REVISÃO MORFOFUNCIONAL DO OLHO Essa imagem acima, representa um esquema do olho humano, onde seu lado direito representa sua parte temporal e seu lado esquerdo representa o lado nasal. Também, está representado nesta imagem, os fótons de luz, chegando do meio ambiente para promover uma excitação na retina e, assim, se ter a imagem visual da condição desses fótons. Esses fótons de luz/imagem visual, até atingir realmente os receptores visuais localizados na retina, passa por uma série de estruturas. Então, segue o seguinte caminho: 1) Primeiramente, tem-se uma estrutura transparente, esta, é chamada de córnea; 2) Em seguida, se tem uma abertura pupilar existente na íris; 3) Tem-se, também, na parte anterior e posterior da íris, o chamado humor aquoso, onde se tem duas câmeras, a anterior e a posterior; 4) Depois, os fótons de luz passam por uma estrutura chamado de cristalino ou lente; 5) Na sequência, os fótons passam por uma estrutura grande chamado de humor vítreo, chegando, depois, na retina, onde estão os receptores, estes podem ser de dois tipos: cones e bastonetes 6) Também, se vê 3 camadas: esclera ou esclerótica; coroide e a retina. 7) Além disso, se vê a câmara anterior e a posterior, juntamente com o corpo ciliar, com um conjunto de fibras motoras que irão alterar a convexidade do cristalino. Então, de uma maneira resumida, a luz que entra nos olhos até atingir os receptores visuais, para a formação de potenciais de ação, segue a seguinte trajetória: córnea, abertura pupilar na íris, passa pelo humor aquoso, cristalino (ou lente), o humor vítreo e, finalmente, a retina onde encontra-se os receptores visuais: cones e bastonetes. HUMOR AQUOSO E HUMOR VÍTREO Observa-se esta estrutura da câmara anterior e posterior, ou seja, o humor aquoso e humor vítreo. Então, o humor aquoso, localizado nas câmaras anterior e posterior (separado pela íris) secretado pelo epitélio do corpo ciliar para a câmara posterior do olho e circula através abertura da pupila para a câmara anterior e sua pressão normal é ao redor de 22 mm Hg. Já o humor vítreo, está localizado no espaço posterior do cristalino, mantendo-se a forma do globo ocular. Além disso, é um gel no qual é composto por colágeno, cloreto de sódio e ácido hialurônico. PAPILA OU DISCO ÓTICO E MÁCULATem-se duas estruturas muito importantes na retina: papila ou disco ótico. Nesta região, é onde emerge/sai o nervo óptico, isso significa que, nesta região não há os receptores visuais e se esses fótons de luz se inserirem exatamente nesse local, não irá haver a formação de uma imagem visual. A segunda estrutura apresenta uma depressão, sendo chamada de mácula e, é nesta região chamada de fóvea ou fóvea central, na qual é uma região intensamente ovulada por um tipo de receptor (cones) e permite a visão perfeita. GLOBO OCULAR – ESCLERÓTICA, COROIDE E RETINA Em cada globo ocular, consta-se 3 membranas: ESCLERÓTICA A membrana mais externa é chamada de esclerótica ou esclera. Além disso, é uma membrana de natureza fibrosa e faz a proteção do olho (é o “branco” dos olhos). E, na sua parte posterior, é apresentado um orifício por onde passa o nervo óptico. Já na parte anterior, transforma-se em uma membrana transparente denominada de córnea (permite a passagem de luz). COROIDE Membrana intermediária. Camada de alta pigmentação escura e de alta vascularização. Esta membrana, serve para a nutrição do olho (chegada de O2 e oferta de nutrientes) e apresenta uma coloração escura, impedindo a reflexão dos fótons de luz. PUPILA E ÍRIS Há, também, um orifício na parte posterior onde passa o nervo óptico e na parte anterior uma abertura na íris denominada de pupila, popularmente chamada de a ”menina dos olhos”. A cor da íris, dado por fatores genéticos, não é uniforme e pode ser de 4 cores geneticamente determinadas: castanho, verde, azul e preto, com diversas matizes (tonalidades). A íris apresenta dois discos, o externo, sendo mais escuro e o interno, sendo mais claro e uma zona intermediária entre ambos. Na íris há dois tipos de fibras musculares que promovem sobre ação autonômica, a maior ou menor abertura pupilar e, quanto maior a abertura pupilar, maior a entrada de fótons de luz. As fibras musculares são: as fibras circulares e estas quando se contraem diminuem a abertura pupilar em ambientes claros e as fibras radiadas (em forma de raio), que quando se contraem aumentam a abertura pupilar em ambientes escuros, controlados pelo SNA, não estando no nosso controle voluntário, promovendo a miose e a midríase. Midríase é a dilatação da pupila em função da contração do músculo dilatador da pupila. Seu contrário, ou seja, a contração da pupila, é conhecida como miose. Luz brilhante: indivíduo numa luz brilhante, a contração das fibras circulares dimunui a abertura pupilar. Luz normal: indivíduo numa iluminação normal e, portanto, se tem esta abertura pupilar dada por esses dois tipos de fibras (circulares e radiadas). Luz fraca: indivíduo numa luz fraca, ocorre a contração das fibras radiadas, promovendo um aumento do diâmetro pupilar, permitindo, então, uma maior entrada de luz, já que ela é fraca, para impressionar a retina. RETINA A mais interna dentre as três, onde estão os cones e bastonetes. Esta, apresenta origem embrionária semelhante ao sistema nervoso (propriedade de modulação da informação neural), é a parte mais importante, pois nela se localizam os receptores visuais. Além disso, é formada por 10 camadas diferentes e seus receptores são de dois tipos, denominados de cones (estrutura de um cone) e bastonetes (mesmo diâmetro) Há também dois locais de interesse funcional: papila, local onde o nervo óptico deixa o globo ocular, nesta região não há receptores e é denominado de ”ponto cego”; fóvea (fóvea central) ou mácula lútea, devido a sua cor amarelada; esta região é a mais sensível da retina, pois existe somente cones e em alta densidade. Se o indivíduo for ler, por exemplo, a imagem visual será sempre projetada nesta região da retina. As 10 camadas da retina são: CAMADA 1 Epitélio Pigmentar: junto ao coroide, células pigmentadas, com tentáculos em direção aos receptores, função de nutrição e evitar a dispersão lateral da luz. CAMADA 2 Fotorreceptora: local dos receptores cones e bastonetes que são estimulados pelos fótons de luz e das células de Müller (ou gliais da retina) que realizam papel na geometria dos receptores. CAMADA 3 Membrana Limitante Externa: delgada membrana que delimita as extremidades dos receptores com o corpo celular destas células. CAMADA 4 Nuclear Externa: parte da retina onde encontra-se o soma e núcleos das células receptoras. CAMADA 5 Plexiforme Externa: contém as sinapses dos fotorreceptores com os interneurônios da retina, as células bipolares e horizontais onde inicia-se a modulação da atividade visual. CAMADA 6 Nuclear Interna: corpos celulares das células bipolares, horizontais, amácrinas e de Müller. CAMADA 7 Plexiforme Interna: contém as sinapses entre as células da camada 6 e as ganglionares. CAMADA 8 Células Ganglionares: células importantes que modulam a saída das informações da retina, pois conecta-se com todas as demais células da retina. CAMADA 9 Fibras Nervosas: os axônios das células ganglionares vão formar o nervo óptico, evitando a fóvea central e sai do globo ocular pela papila e com fibras aferentes mielinizadas. CAMADA 10 Membrana Limitante Interna: é formada pelos pedículos das células de Müller e é muito delgada. MÚSCULOS DO OLHO Existe no olho, dois tipos de músculos. EXTRÍNSECOS Para fora do globo ocular, porém, é responsável pela sua movimentação. Estes músculos são: reto superior, reto inferior, reto externo, reto interno, grande oblíquo e pequeno oblíquo. São inervados pelos nervos oculomotor (III par dos nervosos cranianos), troclear (IV par) e abducente (VI par). Se o indivíduo quiser olhar para cima, os músculos reto superior e oblíquo superior se contraem, encurtam e fazem a movimentação da pupila para cima. Porém, se o indivíduo quiser olhar para baixo, será puxado o globo ocular no sentido para baixo, ídem para movimentação para direita e para a esquerda. Esse mecanismo é voluntário. INTRÍNSECOS Estes, irão alterar a convexidade da lente ou cristalino. Os músculos intrínsecos são fibras da íris, para controle da abertura pupilar; são controlados pelo SNA e os músculos ciliares do corpo ciliar que modificam a curvatura do cristalino. O músculo ciliar contraído, mantém o cristalino com uma alta convexidade e, quando o mesmo relaxa, reduz acentuadamente a convexidade do cristalino. Isso faz com que, para colocar imagem visual da retina, se esse ponto visual estiver perto, médio, ou longe, terá alterações da convexidade do cristalino com a ação dos músculos ciliares, promovendo alterações na forma do cristalino e garantindo, assim, que a imagem se faça com foco na retina para uma imagem adequada. Esse mecanismo não é voluntário. FÓVEA A fóvea é uma depressão na retina, de cor amarelada, possuindo alta densidade apenas de cones e permite a visão detalhada, apesar desta área ser pequena, ao redor de apenas 1 mm2, mas possuindo muitos cones. Sempre que for desejado uma visão detalhada, irá incidir o ponto focal exatamente na fóvea. Células como as ganglionares, estão deslocadas para os lados e, com isso, é mais fácil os fótons de luz chegarem nos seus receptores, pois não há muita estrutura na frente para barrar esses fótons de luz. Então, todas as células da retina ficaram afastadas/deslocadas da região da fóvea central, garantindo uma imagem detalhada e a cores. LÁGRIMA Na parte superior externa de cada olho existe uma glândula lacrimal que sintetiza e lança sobre o globo ocular por intermédio de diversos canalículos a lágrima. A lágrima é composta por água, cloreto de sódio e albumina e tem a função de lubrificação da córnea e limpeza de impurezas que caiam no globo ocular. Essa lubrificação é reduzida enquanto estamos dormindo,então, assim que acordamos, a nossa imagem as vezes não é tão boa, pois a lubrificação durante o período de sono foi diminuída, ficando melhor depois de um tempo com o restabelecimento da lubrificação. CONES E BASTONETES Os receptores visuais são de dois tipos: cones e bastonetes. Os cones são de forma cônica, apresentam a base com um diâmetro maior e o ápice menor. Medem de 5 a 8 µm de diâmetro na parte mais central. Estes, são especializados na visão clara ou diurna e conseguem determinar as cores. Já os bastonetes são mais estreitos e mais longos, não há muita variação em seu diâmetro, sendo de 2 a 5 µm. E, são especializados na visão na penumbra ou noturna, quando essa imagem visual não é a cores. O pigmento fotossensível dos cones é chamado genericamente de pigmentos coloridos (opsina) e dos bastonetes é a rodopsina. Os cones e bastonetes podem ser divididos em 4 partes: SEGMENTO EXTERNO Onde há estimulação dos fótons de luz. É onde encontra-se os fotorreceptores; observa-se muitos discos que são dobras da membrana celular e existe cerca de 1000 discos em cada cone ou bastonete. Estes discos mais superiores são continuamente fagocitados pelas células do epitélio pigmentar e substituídos por novos. SEGMENTO INTERNO É a parte citoplasmática dos fotorreceptores com suas organelas, em especial as mitocôndrias e local de síntese dos fotopigmentos. NÚCLEO Região onde encontra-se o núcleo dos cones e bastonetes CORPO SINÁPTICO. É menor. Parte dos cones e bastonetes que se ligam às células horizontais e bipolares (sinapses); não geram potenciais de ação mais sim potencial gradual de membrana. Para cada cone existe cerca de 10 a 20 bastonetes, exceto na fóvea, onde só existem os cones (visão detalhada). Há grande divergência neural para os bastonetes e pouca para os cones. VISÃO FOTÓPICA E VISÃO ESCOTÓPICA VISÃO FOTÓPICA Define-se visão fotópica aquela na qual há elevada intensidade luminosa (visão diurna), vinda do grego foto = luz e opio = visão, que é realizada pelos cones. A visão é detalhada, com excelente definição, os contornos são observados perfeitamente e a visão é colorida, uma vez que há 3 tipos diferentes de cones, os sensíveis ao azul (absorbância em 445 nanômetros), verde (535 nm) e vermelho (570 nm), chamadas de cores primárias visuais. A imagem visual é principalmente projetada na fóvea, onde só existem cones. Em cada olho humano há aproximadamente 5 milhões de cones. VISÃO ESCOTÓPICA Define-se visão escotópica aquela na qual há pouca intensidade luminosa (visão noturna ou na penumbra), vinda do grego skoto = escuridão e opio = visão, que é realizada somente pelos bastonetes. Nesta condição, a visão não é detalhada, com pouca definição. Além disso, os contornos não são observados e a visão não é colorida (acinzentada). Há somente um tipo de bastonete, tendo a rodopsina como a substância fotossensível e absorbância máxima em 505 nm. A imagem visual se faz em toda a retina, exceto na fóvea; existe um período de adaptação para maior atividade deste tipo de visão, quando o indivíduo deixa o ambiente claro para um ambiente escuro. Em cada olho humano existe cerca 100 milhões de bastonetes. Então, conclui-se que, a visão fotópica é aquela observada quando existe uma grande luminosidade (visão diurna) através da estimulação dos cones. Já a visão escotópica, é quando há baixa luminosidade (visão noturna ou na penumbra) feita pelos bastonetes. VISÃO MESÓPICA Existe também a visão mesópica que é intermediária entre a fotópica e escotópica. ELETROESTIMULAÇÃO DOS BASTONETES DECOMPOSIÇÃO DA RODOPSINA O segmento externo do bastonete, que se projeta na camada pigmentar da retina, tem concentração de cerca de 40% do pigmento fotossensível, chamado de rodopsina. Essa substância é a combinação da proteína escotopsina com o pigmento carotenoide retinal (também chamado “retineno”). Além disso, o retinal é um tipo particular, chamado 11 – cis retinal. Essa forma cis do retinal é importante, pois somente ela pode se ligar à escotopsina, para sintetizar rodopsina. Quando a energia luminosa incide sobre o bastonete, esta energia é absorvida pela rodopsina e inicia-se rapidamente a decomposição da mesma devido à foto ativação de elétrons, o que leva de forma quase instantânea a mudança da forma cis, para a forma trans do pigmento, formando o que chamamos de 11 - cis retinal para todo - trans retinal, em função do estímulo e do elétron que chegou pelo fóton de luz, e começa a se afastar da escotopsina, formando um composto chamado de batorrodopsina, na qual não é mais rodopsina. A batorrodopsina é extremamente instável e decai em nanossegundos em lumirrodopsina. Esse produto, então, decai em microssegundos para metarrodopsina I e, depois, em cerca de 1 milissegundo, para metarrodopsina II e, por fim, muito mais lentamente (em segundos), para os produtos de degradação completos, escotopsina e retinal todo – trans É a metarrodopsina II, também chamada de rodopsina ativada, que provoca alterações elétricas nos bastonetes. Pigmento rodopsina no bastonete recebe a energia luminosa, transforma rodopsina em batorrodopsina (processo rápido sob a ação luminosa) que muda da forma cis para a forma total, ou seja, todo - trans. Em seguida, da batorrodopsina estável e num tempo extremamente rápido, forma a lumirrodopsina que, por sua vez, em microssegundos irá formar a metarrodopsina I e em milissegundos, forma-se a metarrodopsina II que irá trazer modificações elétricas no bastonete. RESSÍNTESE DA RODOPSINA O primeiro estágio, na neoformação de rodopsina, é reconverter o retinal todo – trans em 11 – cis retinal. Esse processo requer energia metabólica e é catalisado pela enzima retinal isomerase. Uma vez formado o 11 – cis retinal, ele automaticamente se recombina com a escotopsina, para formar novamente a rodopsina. Também, existe uma segunda via química, pela qual o retinal todo – trans pode ser convertido em 11 – cis retinal. Essa segunda via ocorre por conversão do retinal todo – trans, primeiramente em retinol todo – trans, que é uma forma de vitamina. Depois, o retinol todo – trans é convertido em 11 – cis retinol sob a influência da enzima isomerase. Finalmente, o 11 – cis retinol é convertido em 11 – cis retinal, que se combina com a escotopsina, para formar a nova rodopsina, que novamente poderá receber novos raios luminosos e ter as reações de descoramento da rodopsina levando à formação de atividade elétrica no bastonete. Vale ressaltar que, indivíduos que possuem deficiência de vitamina A, apresenta cegueira noturna, pois a produção de rodopsina se torna afetada pela falta de vitamina A no organismo. Também, para cada bastonete existe centenas de milhares de pigmento de rodopsina. Então, se tem pigmentos de rodopsina em diferentes bastonetes. Em suma, a ressíntese da rodopsina se faz primeiro pela reconversão da todo trans rodopsina em 11 cis retinal e a lenta combinação com a escotopsina, formando novamente a rodopsina, podendo assim ser ativada por outros fótons de luz. A vitamina A tem papel importante nesta ressíntese. EXCITAÇÃO DO BASTONETE Tem-se na imagem abaixo a representação de um bastonete, seu segmento externo e interno. Quando um bastonete é estimulado por fótons de luz, diferente de outros receptores, ocorre hiperpolarização (nos outros receptores, um estímulo eficaz provocava aumento da permeabilidade ao sódio, este entrava e levava a diferença de potencial de – 80 mV para +20 mV, chamando, então, de despolarização, surgindo potenciais de ação que tinha capacidadede se propagar pelos neurônios, por exemplo). Então, quando o bastonete é exposto à luz, o potencial receptor resultante é diferente dos potenciais receptores de quase todos os outros receptores sensoriais, uma vez que a excitação do bastonete causa aumento da negatividade do potecial de membrana intrabastonetes, que é o estado de hiperpolarização. Esse fenômeno é exatamente oposto à diminuição da negatividade (o processo de “despolarização”) que ocorre em quase todos os receptores sensoriais. Além disso, sem a estimulação luminosa dos bastonetes, há influxo natural de sódio no segmento externo e efluxo de potássio no segmento interno. No claro, o influxo de sódio se faz pelos canais de sódio ativado pelo CMPc e o efluxo de potássio se faz pelas comportas livres do potássio. A bomba de sódio-potássio na parte interna do bastonete mantém os níveis normais intracelulares de sódio e potássio. Então, no claro, a membrana externa do bastonete fica impermeável ao sódio (níveis baixos de GMPc, devido à descomposição da rodopsina, mesmo na penumbra, então, no escuro/penumbra haverá a decomposição da rodopsina e níveis baixos de CMPc e, portanto, não há o influxo de sódio). No entanto, os canais de potássio pelas comportas livres continua saindo. A bomba de sódio-potássio continua ativa e promove o efluxo ativo de sódio para o exterior, tornando o interior do bastonete hiperpolarizado (-70 a –80 mV), inibindo/impedindo a liberação de glutamato nas sinapses com as células bipolares e, com isso, não há potenciais de ação, então, é chamado de potencial de receptor. No claro, ocorre a decomposição da rodopsina e, em função disso, há níveis baixo de CNPc, e assim, com esses níveis baixos, diminui acentuadamente a permeabilidade ao sódio, portanto, não há o influxo de sódio no seguimento externo, mas no segmento interno continua saindo potássio, não havendo a entrada de cargas positivas, mas sim a saída e, com isso, o bastonete fica hiperpolarizado e, nesta condição, não há ação do glutamato. Na condição do escuro, existe alguns canais que são ativados pelo monofosfato de guanosina cíclico (GMPc). Estes canais, quando há muto GMPc, atíva- os e, estas bolinhas vermelhas representadas na imagem são sódio, e no segmento externo, está entrando sódio no bastonete. Já no segmento interno, está saindo livremente pelos canais de potássio, o potássio. Essa passagem do potássio é livre, não precisando, então, do GMPc. Então, tem- se a entrada de sódio e a saída de potássio E, a bomba sódio-potássio retira o sódio que entrou e capta o potássio que saiu. Agora, no escuro, a membrana externa do bastonete é permeável ao sódio pelos canais de sódio induzidos pelo CMPc. Neste momento, há altos níveis de CMPc, acontecendo então, a entrada de sódio e o potencial de membrana irá para em torno de – 40 mV como interior carregado negativamente e não os habituais – 70 a – 80 mV encontrados na maioria dos receptores sensoriais. Mesmo não chegando a positividade, ocorre a liberação dos neurotransmissores no bastonete, este é o glutamato. O glutamato gera atividade elétrica nas células bipolares, que podem induzir a despolarização destas. No escuro, o bastonete fica hipopolarizado e no claro fica hiperpolarizado. Então, na escuridão, os níveis de GMPc são altos, o que permite que íons sódio com carga positiva se dinfundam continuamente para o interior do bastnete e, assim, neutralizam grande parte da negatividade no interior da célula. Desse modo, em condições de escuridão, há redução de eletronegatividade na face interna da membrana dos bastonetes, medindo cerca de 40 mV. Como a ativação da rodopsina causa hiperpolarização? A resposta é que, quando a rodopsina se decompõe, diminui a condutância da membrana dos bastonetes para íons sódio no segmento externo do bastonete. Isso causa hiperpolarização de toda a membrana do bastonete. ELETROESTIMULAÇÃO DOS CONES O processo de eletroestimulação dos cones é muito semelhante ao da rodopsina dos bastonetes, no entanto, a única diferença é na composição proteica do fotorreceptor, é a opsina e não a rodopsina, e são chamadas, em função de 3 tipos diferentes de cones em fotopsinas (azul, verde e vermelho) dos cones. Os cones são excitados somente com grande luminosidade (visão fotópica). A parte retinal é idêntica ao do bastonete, o que difere na substância fotossensível dos cones são as combinações de fotopsinas e identificam os comprimentos de onda do azul, verde e vermelho, ou seja, uma cor azul incidindo nos cones da retina, irá estimular por este processo semelhante do bastonete, as fotopsinas somente dos cones azuis, sensíveis ao azul e irá gerar esta atividade elétrica. Os cones têm o mesmo neurotransmissor, o glutamato nas sinapses com as células bipolares; a resposta fotossensível dos cones é maior que os bastonetes. A determinação consciente de uma cor irá depender da comparação das respostas para cada um dos 3 tipos de cones e suas conexões na retina. A resposta neural/modulação/alterações elétricas irão influenciar a célula bipolar e horizontais, que irão informar as células amácrinas, as células glanglionares, por esse conjunto de sinapses, alterando a atividade elétrica dos cones até a formação de potenciais de ação no nervo óptico. TEORIA TRI-CROMÁTICA – VISÃO À CORES A faixa do espectro visível, sensível ao olho humano, oscila entre 400 e 700 nm. Ondas eletromagnéticas menores que isso (infravermelho, raio-x) não conseguimos visualizar por não sermos sensíveis a eles e, isto se deve à existência de 3 cones diferentes, que são sensíveis a diferentes tipos de ondas. Sendo eles, azul (445 nm) no qual absorve um comprimento de onda na faixa do azul; verde (535 nm) no qual absorve um comprimento de onda na faixa do verde e vermelho (570 nm), no qual absorve um comprimento de onda na faixa do vermelho, quando a absorbância da opsina ou dos três tipos de opsinas são máximas. Estas 3 chores são as chamadas cores primárias visuais. Apesar de usualmente ser dominado esses cones de azul, verde e vermelho, essa denominação não é a mais adequada, pois a maior absorbância que se tem na faixa vermelha, não é um espectro vermelho, e sim, muito mais para o laranja. Então, uma melhor designação seria, para o azul: cone C (curto); verde: cone M (médio); vermelho: cone L (longo). Além disso, a cor que eu vejo, pode não ser a mesma cor que outra pessoa vê, isso porque, além do espectro visível, sendo este físico, existe um processamento na retina e, principalmente no córtex e então tem-se a sensação de cores primárias e todas as demais. Ademais, considerando uma criança que ainda não sabe que, por exemplo, uma cor chama azul, a outra vermelho e etc, a apresentação dessas cores para a criança pode ter significados diferentes. E, embora os diferentes cones já estejam presentes no nascimento, o desenvolvimento da capacidade de ver cores é lento, só se completando entre 18 e 20 anos de idade, quando a capacidade de discriminação de cores no ser humano é máxima e começa lentamente a decrescer, até o fim da vida. Como saber se uma criança possui mais interesse para uma certa condição? Primeiramente, para um adulto, se for colocado dois quadros pintados, simultaneamente, pode-se olhar para os dois rapidamente, porém a visão se detém mais tempo em um deles, visto que alguma coisa nos chama atenção. Já para uma criança ou bebê, se for colocado duas cartolinas, uma azul e outra vermelha, simultaneamente na frente da criança ou do bebê, provavelmente, a mesma observaria mais qual cor? Então, com isso, tem-se uma informaçãodesse aspecto psicofísico para a visão. Lembrete: bastonete não apresenta visão à cores O primeiro tipo de cone (azul), dependendo do comprimento de onda, terá uma absorbância cada vez maior. Então, em 400 nm apresenta uma absorbância, em 420 nm já apresenta uma absorbância maior, e assim consecutivamente. O mesmo vale para o cone sensível ao verde e ao vermelho. Então, por exemplo, se o indivíduo recebeu uma estimulação azul, praticamente só o cone azul será detectado/estimulado. Porém, se for colocado uma cor, por exemplo, amarelo, diferentes cones irão apresentar atividade de absorbância desse comprimento de onda em graus variados. Essas informações das demais absorbâncias, no córtex visual, nos dará a impressão da cor amarela, e não do azul, verde e vermelho. Então, se trata de uma composição em função da absorbância diferente pelos 3 tipos de cones. Com isso, para todas as outras cores, o SNC detecta a proporção da estimulação dos 3 tipos de cones, resultando na sensação consciente de uma outra cor. A intensidade luminosa é dada pelo percentual de absorção máxima dos 3 tipos de cones, apesar do % relativo ser constante para uma determinada cor (maior ou menor brilho). Nesta tabela, pode-se ver que a luz monocromática laranja com comprimento de onda 580 nm estimula os cones vermelhos até o valor de aproximadamente 99; estimula os cones verdes até o valor de cerca de 42, mas os cones azuis não são absolutamennte estimulados. Desse modo, as proporções de estimulação dos três tipos de cones, nesse caso, são 99:42:0. O sistema nervoso interpreta esse conjunto de proporções como a sensação de laranja. Inversamente, a luz monocromática azul com comprimento de onda de 450 nm, estimula os cones vermelhos até o valor de estímulo 0, os cones verdes até o estímulo 0 e os cones azuis até o valor de 97. Esse conjunto de proporções – 0:0:97 é interpretado pelo SN como azul. Da mesma forma, as proporções 83:83:0, são interpretadas como amarelo e 31:67:36, como verde. PERCENTUAL DE ABSORBÂNCIA MÁXIMA DAS CORES Obs: o espectro azul não participa da absorbância do cone vermelho A cor branca têm uma absorbância quase igual em todos os cones. A estimulação aproximadademente igual de cones vermelhos, verdes e azuis dá a sensação de ver o branco. Ainda assim, não existe comprimento de onda único correspondente ao branco; em lugar disso, o branco é a combinação de todos os comprimentos de onda do espectro. Além disso, a percepção de branco pode ser obtida por estimulação da retina por combinação apropriada de apenas três cores escolhidas que estimulem, quase de maneira igual, os tipos respectivos de cones. DALTONISMO A habilidade de ver diferentes cores se deve à normalidade das opsinas/cones e seu processamento central. No entanto, algumas pessoas podem ter, incluindo principalmente por um aspecto genético, uma deficiência na existência de um tipo de opsina de cone. Com isso, esse indivíduo terá uma perda de uma cor ou de mais de uma. Isso é denominado de cegueira de cores ou daltonismo. Daltonismo: Início dos estudos pelo químico John Dalton, no século 18, portador de daltonismo, deve- se normalmente a uma falha na existência de um (ou mais) tipos de cones, codificados no cromossoma X, com alterações em quase todas as cores. Sua incidência nos homens é de 8% e nas mulheres de 0,4%. • Protanopia: perda dos cones vermelhos. • Deuteranopia: perda dos cones verdes. • Tritanopia: perda dos cones azuis (mais raro). ATIVIDADE ELÉTRICA DA RETINA A figura acima apresenta o básico das conexões neurais da retina, mostrando, à esquerda, o circuito na retina periférica e, à direita, o circuito da retina da fóvea. Neste momento, será inserido um microeletrodo e “espetar” para o mesmo entrar dentro do cone ou de um bastonete, iluminando ou não a retina e analisar o que acontece ou, também, pode-se colocar o microeletrodo nas células bipolares e analisar o que acontece. Idem nas células horizontais, amácrinas e ganglionares, que são as mais fáceis. E, pensando em cada uma dessas células, pode-se realizar estímulos luminosos para entender o que irá acontecer nessas diferentes células e a gênese de potenciais de ação no nervo óptico. As células da retina apresentam modulação da informação. A atividade elétrica da retina pode ser estudada com a inserção de microelétrodos de maneira experimental: • manter a retina no escuro; • manter a iluminação (claro) sobre uma área da retina; • manter um anel escuro ou claro; • deslocar uma fenda iluminada num eixo da retina (nos planos horizontal ou vertical) e numa direção (da esquerda para a direita e vice-versa ou da superior para a inferior e vice-versa) e verificar o processamento e comportamento da atividade neural da retina nestas condições experimentais. E, também, pode ser estudada com a inserção de microelétrodos nas seguintes células: CÉLULAS FOTORRECEPTORAS Os fotorreceptores, ou seja, cones e bastonetes, transmitem sinais para a camada plexiforme externa, onde fazem sinapses com células bipolares e células horizontais. Ademais, no escuro, o potencial elétrico dos fotorreceptores fica hipopolarizado (entra sódio), sendo da ordem de – 40 mV (interior carregado negativamente) e ocorre a liberação do neurotransmissor glutamato em direção às células bipolares, podendo atuar em dois tipos de células bipolares, pois há a presença de receptores diferentes ao glutamato. Já no claro, o potencial elétrico dos fotorreceptores é de – 70 a – 80 mV, portanto, uma hiperpolarização, inibindo a liberação excessiva de glutamato para as células bipolares, é o chamado potencial receptor. CÉLULAS BIPOLARES: As células bipolares transmitem sinais verticalmente dos bastonetes, cones e células horizontais para a camada plexiforme interna, onde fazem sinapse com as células ganglionares e células amácrinas. Cada célula bipolar pode conectar-se a cerca de 15 a 20 bastonetes ou a 5 a 20 cones, porém se for na fóvea há apenas 1 ou 2 cones. As células bipolares conectam-se às células amácrinas e ganglionares. Basicamente há dois tipos de células bipolares que apresentam diferentes receptores para o glutamato, este que é liberado pelos cones e bastonetes. Esses dois tipos são: ácido alfa amino 3 hidroxi 5 metil isoxazol 4 propiônicocainato (ou AMPA/KA) e o ácido 2 amino 4 fosfanobutírico (ou APB). O comportamento deles são completamente diferentes frente aos níveis de glutamato. Tem-se na imagem acima um cone que, nesse momento, está recebendo uma luz. Do ponto onde têm uma semi-reta, há uma luz na qual está acesa. Quando incidiu a luz sobre o cone ou bastonete, este fica hiperpolarizado, pois fecha os canais de sódio, mas não os de potássio, portanto, essa célula fica hiperpolarizada. E, com isso, é liberado pouco glutamato e esse pouco glutamato, irá promover ações diferentes nas células bipolares, que apresentam receptor AMPA/KA e, essas células, quando incide a luz, ficam hiperpolarizadas (semelhante ao cone e bastonete), como se essa célula desligasse, então, chama-se essa célula bipolar de célula OFF, pois a mesma hiperpolariza com a chegada de luz. No entanto, esse pouco glutamato atuando na célula bipolar APB, promove o inverso, ou seja, hipopolarização, com isso, também são chamadas de célula bipolar ON (ligada). Quando incide a luz sobre o cone ou bastonete, as células bipolares AMPA/KA hiperpolariza, porém, as células com receptor celular APB, hipopolariza. Se estiver no escuro, a célula bipolar AMPA/KA hipopolariza (o inverso) e a célula APB hiperpolariza. Então,quando o cone ou bastonete é estimulado pela luz sobre a retina (claro) ocorre a hiperpolarização e há redução na liberação de glutamato na sinapse do cone-célula bipolar; quando não há iluminação (escuro), por sua vez, ocorre hipopolarização e há elevação na liberação de glutamato na respectiva sinapse. Novamente: No escuro os fotorreceptores são hipopolarizados e liberam glutamato na sinapse e se na célula bipolar este neurotransmissor ocupar o receptor AMPA/KA ocorre a hipopolarização da célula bipolar, e há potenciais de ação na célula seguinte, e esta condição é chamada de resposta OFF. Se o glutamato se acoplar no receptor APB no escuro, há hiperpolarização e não ocorre a gênese de potencias de ação para a ativação das células amácrinas e esta condição é chamada de resposta ON. No claro há a hiperpolarização dos fotorreceptores e reduz-se muito a liberação de glutamato para a célula bipolar, inibindo (hiperpolarização) as células bipolares OFF (AMPA/KA) e excitando (hipopolarização) as células bipolares ON (APB), com a formação de potenciais de ação. Assim, a célula bipolar OFF (AMPA/KA) só gera potenciais de ação no ESCURO, enquanto a célula bipolar ON (APB) só gera potenciais de ação no CLARO. Então, o córtex visual, se o mesmo receber realmente potenciais de ação da célula bipolar AMPA/KA, o córtex irá entender que a retina está no escuro. Agora, se o córtex receber potenciais de ação da célula bipolar APB, o córtex irá entender que a retina está no claro. CÉLULAS HORIZONTAIS: As células horizontais transmitem sinais horizontalmente na camada plexiforme externa de bastonetes e cones para células bipolares. Ademais, são células que apresentam um longo axônio e fazem a comunicação horizontal entre cones e bastonetes (células fotorreceptoras) e as bipolares. Há modulação na atividade elétrica, também, neste tipo de célula. Quando a retina está frente à uma estimulação luminosa na retina (claro), em geral, ocorre também hiperpolarização sustentada destas células horizontais, e teria a função de ampliar/aumentar as respostas dos fotorreceptores. Há uma certa evidência que haja uma certa ”especificidade” destas células para um determinado tipo de cone, na visão à cores. Então, há uma certa especialidade em função do tipo da célula horizontal e o comprimento de onda. Assim, o SNC determina qual tipo de célula horizontal está sendo estimulada. CÉLULAS AMÁCRINAS As células amácrinas transmite sinais em duas direções, diretamente de células bipolares para as células ganglionares ou horizontalmente, dentro da camada plexiforme interna, dos axônios das células bipolares para os dendritos das células ganglionares ou para as células amácrinas. Além disso, existe diferentes tipos de células amácrinas, com diferentes formas e funções e podem modificar os sinais visuais entre as células bipolares e as ganglionares. Estas células tem como seus neurotransmissores a glicina (excitatório), GABA (inibitório) e outros possíveis de modulação neural, tais como a acetilcolina e dopamina. Em função desses 4 neurotransmissores, essas células amácrinas já modificam e processam a informação, respondendo de maneira fásica e imediatamente acender ou apagar a emissão de luz sobre a retina, uma resposta ON-OFF. Assim que acende a luz, essa célula detecta e depois silencia-se. E, assim que a luz apaga, ela detecta e depois silencia-se. Então, essa célula observa bem o contraste entre a alteração do escuro para o claro e do claro para o escuro. CÉLULAS GANGLIONARES As células ganglionares transmitem sinais eferentes da retina do nervo óptico para o cérebro. Também, são neurônios típicos, células maiores que promovem a gênese de potenciais de ação e é a via de saída para os núcleos visuais do bulbo, levando a formação do nervo óptico pelo disco óptico; o glutamato é o neurotransmissor deste tipo celular. Há três tipos de células ganglionares: • magnocelular (ou M), são células maiores; • parvocelular (ou P), são células menores; • koniocelular (ou K), são células que fazem sinapse com as células diminutas do núcleo geniculado lateral do tálamo. Estas células ganglionares podem ser divididas, em função das respostas à estimulação luminosa na retina em respostas ON, OFF, ON-OFF, excitação central-inibição lateral, que dá contraste ou de movimentos de fenda iluminada no plano horizontal ou vertical sobre a retina num determinado eixo. Cada célula ganglionar recebe aferências de aproximadamente 60 bastonetes (porque a imagem não é nítida), de 2 a 5 cones (jamais refinada e colorida) e na fóvea de apenas 1 ou 2 cones. Por isso, a visão na fóvea é precisa/organizada. As informações nervosas destas células ganglionares em direção ao SNC, até o córtex visual, carreiam uma enorme modulação das diferentes células entre os receptores até as células ganglionares. Então, a resposta foi altamente processada. Na condição de iluminação, as células ANPA/KA hiperpolarizada, executou sinapse com a célula ganglionar (1) e, nesta célula, durante o momento que está iluminado, ela hiperpolariza e não gera potenciais de ação, não chegando PA no córtex visual durante a iluminação e, quando a luz apaga, começa a se despolarizar-se. Já a iluminação levando hipopolarização da célula bipolar APD, atua sobre a célula ganglionar (2), e durante a iluminação, gera muitos potenciais de ação e, quando para a iluminação diminui o número de PA e praticamente silencia-se. Se está chegando, por exemplo, PA da célula ganglionar 2, mas não chega da 1, o córtex entende que está tendo iluminação e se inverter isso, a retina está no escuro/escura. E, estas células diferentes irão realizar várias modulações. CAMPO RECEPTIVO É uma área da retina que, em consequência de uma estimulação visual, promove atividade elétrica espontânea (excitação ou inibição), gerando um potencial gerador ou de ação em diferentes células da retina, com um grande processamento neural na retina e transmitido para o córtex visual. TEORIA ELÉTRICA DA RETINA Os tipos de processamento diferentes das células ganglionares são as seguintes: • ON • OFF • ON – OF • Excitação Central – Inibição – lateral • Movimentos (diferentes direções) O comportamento da célula ganglionar nº 1, quando está no escuro, praticamente não gera potenciais de ação, porém quando a luz é acesa, essa célula gera muitos potenciais de ação e, novamente, quando a luz é apagada, a célula volta praticamente a silenciar-se, ou seja, essa célula gera muitos potenciais de ação quando há iluminação. Por isso, são chamadas de ON, pela luz estar ligada. Agora, a célula ganglionar nº 2 apresenta um comportamento ao contrário da célula de nº 1. Quando não há iluminação, essa célula gera muitos potenciais de ação, e quando a luz está acesa, praticamente não é gerado PA. E, depois quando se apaga a luz, a célula volta novamente a ter frequência de potenciais de ação. Já na célula ganglionar nº 3, quando está escuro, há alguns potenciais de ação, mas assim que acende a luz, há bastante despolarização, mas rapidamente silencia-se. Quando apaga a luz, volta a responder bastante e rapidamente silencia-se, então, essa célula é fásica. Só gera potenciais de ação assim que a luz é acesa e assim que a luz é apagada. Coloca-se um anel/disco iluminado, depois uma penumbra que vai ficando cada vez mais escura a medida que se afasta do foco de luz, até que ele fica completamente escuro. No entanto, algumas células ganglionares, nesta região que está claro, detecta e gera muitos potenciais de ação. Mas se for afastado um pouco, ficando em penumbra, já detecta poucos potenciais de ação, dando a noção de contraste. O que esse tipo de célula faz é dar contraste e, portanto, precisãoda imagem visual e o detalhamento dessa região iluminada. Deslocação da fenda iluminada do lado esquerdo para o lado direito da retina, e depois irá voltar. Quando se faz o deslocamento do lado esquerdo para o direito, a célula ganglionar nº 5 despolariza muito, mas quando essa fenda é retornada para a esquerda, esta célula silencia-se, ou seja, esta célula é específica em formar a movimentação da fenda iluminada da esquerda para a direita. Agora, na célula ganglionar nº 6, quando esta célula vai da esquerda para a direita, ela praticamente não responde, mas quando se move ao contrário, ela gera muitos potenciais de ação, portanto, esta célula ganglionar é sensível a movimentação da direita para esquerda, somente. Com isso, consegue-se determinar, se aquela fenda iluminada ou uma imagem, está indo, por exemplo, para meu lado direito ou esquerdo do olho. Depois, irá mover a fenda iluminada da parte superior da retina para a região inferior da retina e depois irá voltar para a parte superior. Quando se faz essa movimentação da fenda iluminada da região superior e da região inferior da retina, a célula ganglionar nº 7 gera muitos potenciais de ação, mas se for feito o inverso, da região inferior para a região superior, esta célula ganglionar nº 7 silencia-se. Então, esta célula é sensível no movimento da fenda iluminada da região superior para a região inferior da retina. E, por fim, com a célula ganglionar nº 8, quando se move da região superior para a região inferior, esta célula não se despolariza, mas quando se faz o inverso, da inferior para a superior, ela se despolariza muito, gerando muitos potenciais de ação. Com isso, a célula ganglionar nº 8 é específica para movimentação da fenda iluminada da região inferior para a superior da retina. Então, tem-se os dois eixos, horizontal e vertical. E, pode-se ter modulação para movimentos oblíquos, pois esta fenda pode estar se descolando da região esquerda para direita, mas também, da parte superior para a inferior. CÓRTEX VISUAL Após o processamento das informações visuais na retina (no qual são vários, uma GAMA grande de informações) os sinais saem da retina pelo nervo óptico - disco óptico (II par do nervo craniano) de cada olho até o quiasma óptico. No quiasma óptico as fibras aferentes do nervo óptico da metade nasal de cada olho decussam parcialmente e se unem às fibras aferentes da metade temporal do outro olho e formam os tratos ópticos (de ambos os lados) até o núcleo geniculado lateral do tálamo. Do núcleo geniculado lateral (NGL) as fibras geniculo-calcarinas se projetam com precisão por meio da radiação óptica para o córtex visual primário, localizado no lobo occipital medial, onde existe um mapa retinotópico (“como se fosse o homúnculo”). Essas informações chegarão em locais específicos em função de uma orientação espacial da retina. Então, as informações de uma região da retina chegam em uma região do córtex visual primário e, em outra área da retina, chega em outra região, formando, com isso, um mapa retinotópico. A imagem visual projetada no olho esquerdo atinge prioritariamente, mas não 100%, o córtex visual direito e vice-versa. Então, se o indivíduo tiver uma lesão na via óptica ou um AVC na região do lado esquerdo, não se perde totalmente as informações do olho esquerdo porque parte deles vão para o lado do córtex contrário (lado direito). Na retina dessa região, vêm a informação de cor azul e, quando chega no quiasma óptico, este passa do lado direito para o lado esquerdo. O mesmo acontece com o olho esquerdo, o qual está representado na sua face nasal, quando chega no quiasma óptico, cruza o lado contrário. Mas, na parte temporal representada em vermelho, quando chega no quiasma óptico, se projeta no mesmo lado para o núcleo geniculado lateral e, o mesmo acontece com o olho esquerdo, no qual, em azul, chega no quiasma óptico e, do mesmo lado do olho, vai para o núcleo geniculado lateral do lado oposto. Isso significa que, as informações nasais predominantemente decussam (cruzam de lado), enquanto as informações visuais temporais predominantemente não decussam e ambos farão uma sinapse de ordem no núcleo geniculado lateral e, desse núcleo, vai para o córtex visual (área 17 de Brodmann) dos dois lados (esquerdo e direito). Há projeções também para outras partes do SNC, entre elas: • Núcleos supraquiasmático do hipotálamo (para os ajustes do ritmo circadiano). • Núcleos pré-tectais do mesencéfalo (para os movimentos reflexos dos olhos) • Colículo superior do mesencéfalo (para os movimentos direcionais rápidos do olho e orientação sensório-motora). • Núcleos geniculado ventrolateral (para a realização de algumas funções comportamentais do corpo, relacionadas à visão). • Córtex visual secundário e terciário. Observa-se na visão acima, toda uma área do córtex visual (área grande). As áreas corticais associadas à visão são 3: • Córtex Visual Primário, na área 17 de Brodmann (ou V1 = visual 1). • Córtex Visual Secundário ou de Associação, na área 18 (ou V2). • Córtex Visual Terciário, na área 19. Esta área, está localizado em três locais distintos, chamados de V3, V4 e V5. No que tange ao córtex visual, este apresenta 5 áreas (V1, V2, V3, V4 e V5). Também, o córtex visual, estão localizados na área 17 (primário), 18 (secundário) e 19 (terciário) de Brodmann. Observa-se, acima, o córtex visual primário. O mapa retinotópico, no qual não é tão preciso quanto o homúnculo, na parte azul e maior da figura, chega as informações da mácula (visão detalhada), mas, se for um pouco mais para o lado dessa região, a informação estará vindo de um ângulo em relação à fóvea de 20%. E, se deslocar ainda mais desse ponto central, estará a 60% e depois 90%. Então, tendo o campo visual olhando exatamente para a frente, incidindo essa imagem focal na fóvea, tem-se as informações das outras partes da retina expressas em ângulos. As informações vindas do nervo óptico chega exatamente na área 17 e esta área distribui as informações para as áreas 18, 19 e entre outras. CÓRTEX VISUAL PRIMÁRIO V1 O córtex visual primário, localizado na área 17 de Brodmann, situa-se na área da fissura calcarina, entendendo-se para diante no polo occipital, na área medial de cada córtex occipital. Essa área é a região terminal dos sinais visuais diretos vindos do nervo óptico. Na parte posterior há a chegada das informações visuais da fóvea, visão fotópica detalhada e maior projeção central, e na parte mais anterior as informações retinotópicas da retina. Relembrando: há três tipos de células ganglionares: magnocelular (ou M), são células maiores; parvocelular (ou P), são células menores; koniocelular (ou K), são células que fazem sinapse com as células diminutas do núcleo geniculado lateral do tálamo. Além disso, apresenta 6 camadas celulares e os sinais das células ganglionares M da retina chegam nas camadas 1, 2 e 4 e das células ganglionares P nas camadas 3, 6 e 4 (a camada 4 chega nas duas). Na camada 4 há subdivisões (colunas celulares) e ocorre a chegada alternada das informações de cada um dos olhos, projetando, então, imagens ”sobrepostas” em cada córtex visual primário, dando a sensação consciente de apenas uma imagem. Então, o que se vê no olho direito e esquerdo, chega em um dado momento diferente (em milissegundo), nessa camada 4. CÓRTEX VISUAL SECUNDÁRIO V2 Este, está localizado na área 18 de Brodmann é a área de associação visual (se vê uma imagem e tem- se que entender essa imagem), se distribui por uma área lateral, anterior, superior e inferior do córtex visual primário.Uma área detecta prioritariamente (não exclusivamente) a forma, posição, profundidade e outros detalhes visuais, como as cores no córtex occipital-temporal. Então, nesse córtex visual se vê o colorido, a forma do objeto e sua posição, a profundidade e etc. CÓRTEX VISUAL TERCIÁRIO V3, V4 e V5 Está localizado na área 19 de Brodmann, e se trata de uma ampla área relacionada principalmente aos movimentos e a percepção da forma dos objetos. Às vezes, alguma região desse local, a visão não é detalhada, não é a cores, mas é muito sensível à movimentos. A informação visual processada também é levada a outras áreas sensoriais e motoras. Por exemplo, ao olhar e fazer uma movimentação de cabeça para focar esse ponto visual que tem interesse ao movimento. V1 A V5 V1 Chegada das informações visuais da retina e tálamo, visão detalhada, esta que vem da fóvea central, sobreposição de imagens dos dois olhos (continuidade do movimento), visão a cores, dando o sentido de profundidade e formas dos objetos. V2 Área de associações visuais, visão colorida altamente especializada, profundidade e envio de informações para outras áreas corticais. V3 Detecta profundidade de um campo visual, formas e movimentos, no entanto, sem detalhamento de cores. V4 É responsável pela percepção do estímulo visual, formas e identidades do objeto (noção se o objeto é grande, pequeno, de metal, plástico). Está associado, também, a memória. V5 Principal processador de movimentos, profundidade e relações espaciais; responde pouco a estímulos estacionários e cores, mas detecta muito os movimentos e profundidade. Assim, com esse processamento da informação visual na retina e no córtex visual e em associação com outras áreas do SNC é possível nossa interação social e com o meio ambiente pela visão. O processamento da informação visual, veio muito do processamento da retina, que terminou nas células ganglionares, informações múltiplas que, aparentemente era uma bagunça, mas na verdade não era. O córtex visual detecta e interpreta cada uma das coisas, como contraste, profundidade, visão a cores. Vale ressaltar que, a visão nos seres humanos é muito aguçada, sendo um dos sentidos mais usados para se comunicar e ter a interação com o meio ambiente.
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