BIOFÍSICA DA VISÃO

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BIOFÍSICA DA VISÃO
Elementos fundamentais presentes
na visão:
● Esclerótica: rígida; opaca a
luz:
● Coróide: região rica em vasos
sanguíneos; Importante para
nutrir as as células que
formam a retina ( a camada
da retina é composta por
tecido epitelial)
● Retina: membrana onde
estão os fotorreceptores/ 1º
estágio dos processamentos
das informações visuais;
capacidade de adaptação
ao escuro. Todas as camadas
da retina servem para
propagar/transformar o
estímulo luminoso em
estímulo nervoso, que vai ser
propagado até o nervo
óptico. O pigmento negro
melanina, na camada
pigmentar, impede a reflexão
da luz por todo o globo
ocular, o que é extremamente
importante para a visão
nítida.
● Córnea: funciona como uma
lente primária; permite a
passagem da luz por meio
dela; atua como lente
convergente
● Eixo óptico - a linha que liga
os centros ópticos dessas
duas lentes ( córnea e o
cristalino)
● Cristalino:lente biconvexa e
divide o olho em dois
compartilhamentos: humor
aquoso e humor vítreo. É
controlada por músculos
ciliares que que alteram a
capacidade de se tornarem
mais ou menos convexos --->
músculos contraídos --->
cristalino relaxado; Atua
como lente convergente
● Íris: é uma membrana móvel;
determina a cor do olho;
atua como um diafragma
limitando a área iluminada
do cristalino e, assim,
controlando a quantidade de
luz que chega na retina. Esse
controle é feito pelo SNA
● Pupila: abertura da íris por
onde passa a luz: mais luz :
diminuição da pupila.
Midríase - aumenta o
diâmetro (SNA simpático)
Miose - diminuiu o diâmetro
(SNA parassimpático)
● Humor aquoso: controla a
pressão ocular; é drenado
das câmaras oculares por
meio do canal de schlemm.
Esse canal situa-se no corpo
ciliar, próximo ao limbus. O
volume de humor aquoso é
que determina a pressão
intra-ocular. O aumento
dessa pressão,caracteriza o
quadro patológico em que a
pressão intraocular fica
patologicamente alta:
glaucoma
● Nervo Óptico: conduz o
estímulo até o SNC;
● Interior do globo ocular:
interior preenchido por
humor vítreo. É importante
por causa da passagem de
luz, funciona como um
compensatório. O globo
ocular possui, na sua
estrutura anterior, uma
parede transparente às
radiações eletromagnéticas
(luz colorida) com
comprimento de onda entre
380 e 780 nm.
FOTOQUÍMICA DA VISÃO
HUMANA:
● Os cones e os bastonetes
contêm agentes químicos
que se decompõem pela
exposição à luz e, no
processo, excita as fibras
nervosas provenientes do
olho.
CONES: Os cones são células
nervosas especializadas na
detecção de luz e da cor. Operam
em condições de grande
intensidade luminosa. Estão
localizadas principalmente no
centro da Retina (Fóvea).
O agente químico fotossensível:
pigmentos de cor ou pigmentos
dos cones.
• Os agentes fitoquímicos nos
cones têm quase exatamente a
mesma composição química que a
da rodopsina nos bastonetes
(fotopsinas).
• A porção retinal de todos os
pigmentos visuais é exatamente a
mesma nos cones e bastonetes.
• Os pigmentos sensíveis à cor nos
cones são combinações de retinal
e fotopsinas. Anatomia do Olho
• Os cones são sensíveis às cores
primárias: azul, verde e vermelha.
BASTONETES: Os bastonetes são
células nervosas que se ativam em
baixa intensidade de luz. Não
apresentam boa resolução, não
fornecem informações que
permitam a definição de detalhes
das imagens que recebem. Não
discriminam cores, só tonalidade
de cinza. Estão localizadas
principalmente na periferia da
retina.
O agente químico fotossensível:
Rodopsina
Essa substância é a combinação
da proteína escotopsina com o
pigmento carotenoide retinal
(também chamado “retineno”). Além
disso, o retinal é tipo particular,
chamado 11-cis retinal. Essa forma
cis do retinal é importante, porque
somente ela pode se ligar à
escotopsina, para sintetizar
rodopsina
obs: a importância da vitamina A
para a formação da rodopsina:
A vitamina A está presente no
citoplasma dos bastonetes e na
camada
pigmentar da retina. Portanto, a
vitamina A normalmente está
sempre
disponível para formar novo retinal
quando necessário. Inversamente,
quando
houver excesso de retinal na retina,
será convertido de volta à vitamina
A,
reduzindo, assim, a quantidade de
pigmento fotossensível na retina
FÓVEA:detecção de detalhes na
imagem visual, isto é, os cones da
fóvea têm corpos celulares
especialmente longos e delgados,
distinguindo-se dos cones muito
maiores localizados mais
perifericamente na retina.
● O local onde emerge o nervo
óptico (NO) cria uma região
que é chamada de disco
óptico (DO) ou ponto cego,
localizada próxima à fóvea.
Esta região é desprovida de
qualquer tipo de
fotorreceptores. Assim, uma
imagem projetada nesta
região não pode ser
percebida.
● Eixo visual - une a fóvea ao
centro óptico do olho .Esse
eixo está ligeiramente
deslocado do eixo óptico do
olho.
LUZ (onda eletromagnética):
● Produzidas por
variação dos campos
elétrico e magnético
(ondas de rádio,
microondas,
infravermelho, luz
visível, ultravioleta,
raios-x e raios-gama).
Não dependem do meio
para se propagar;
● A luz não tem a mesma
velocidade de
propagação em todos
os meios. No vácuo se
move a uma velocidade
de 300.000 km/s.
Todavia ao penetrar
outro meio qualquer,
sua velocidade diminui.
● Na percepção visual
humana, os diferentes
comprimentos de onda
(λ) estão associados a
diferentes cores.
Tipos de interferência:
● construtiva: durante o
cruzamento, houve um
reforço das ondas.
● destrutiva: durante o
cruzamento, houver um
cancelamento total ou
parcial entre as ondas.
Tipos de reflexão da luz:
Reflexão da Luz:A luz, ao incidir
sobre uma superfície, pode
retornar ao meio de onde veio. Se
a superfície refletora é lisa, um
feixe incidente, constituído não
tem a mesma velocidade de
propagação em todos os meios. No
vácuo se
move a uma velocidade de 300.000
km/s.
Reflexão Especular: Se a superfície
onde a luz está incidindo é lisa, o
ângulo de reflexão é o mesmo que
o ângulo de incidência e retorna
para o mesmo meio de onde veio.
Reflexão Difusa: Se a superfície
onde a luz está incidindo é
irregular, os raios refletidos se
espalha em várias direções. Essa
difusão da luz permite que os
objetos
sejam visualizados com mais
facilidade pelo olho
Refração:
● desvio da trajetória dos raios
luminosos quando a luz
passa de um meio para
outro. A refração da luz
ocorre por causa da
mudança de velocidade de
propagação da luz nos dois
meios.
● A velocidade da luz no meio 2
é menor do que a velocidade
da luz no meio 1. Nestas
condições, o raio refratado
se aproxima da normal e
forma com ela um ângulo (r)
menor do que o ângulo de
incidência (i).
● A Superfície que separa dois
meios transparentes é
chamada de superfície
dióptrica.
● Ângulo máximo de incidência
é quando a luz passa de um
meio mais refringente (água)
para um meio menos
refringente (ar), o raio
refratado se afasta da
normal. Neste caso, existe um
ângulo limite máximo para a
incidência luminosa.
Difração:
● é o fenômeno pelo qual
uma onda tem a
capacidade de superar
um obstáculo, ao ser
parcialmente
interrompida por ele. A
difração da luz é pouca
acentuada, por que o
comprimento de ondas
luminosas é muito
pequena (ordem de
10-7m), só ocorrendo
quando as dimensões
dos obstáculos são
pequenas.
Polarização da luz:
● As ondas luminosas
vibram
transversalmente em
relação à direção da
sua propagação.
Quando um feixe de luz
atravessa os materiais
polarizados, a onda
luminosa emergente
passa a vibrar num
único plano.
Lente Convergente
● Todo raio incidente
paralelo ao eixo
principal emerge da
lente passando pelo
seu foco.
● Todo raio incidente
que passa pelo centro
óptico da lente não
sofre desvio. Todo raio
proveniente de um dos
focos da lente emerge
dela como raio paralelo
ao eixo principal.
● São lentes convergente:
biconvexa,
plano-convexa e
côncava-convexa
Lente Divergente
● Todo raio incidente paralelo
ao eixo principal emerge da
lente afastando-se do eixo
principal. O prolongamento
dos raios emergentes passa
pelo foco da lente.
● Todo raio incidente que
passa pelo centro óptico da
lente não sofre desvio.● Todo raio, cuja direção
passa pelo foco-imagem,
emerge da lente paralelo ao
eixo principal.
● São consideradas lentes
divergentes: bicôncava,
plano-côncava e
convexo-côncava.
Poder de Convergência das
Lentes (D)
● Corresponde a inversão da
distância focal (f) da lente,
medida em m-1, e é medido
em Dioptrias.
● Como a distância focal pode
ser positiva (lente
convergente) e negativa (lente
divergente), o poder de
convergência (D) acompanha
o sinal.
O Mecanismo da
Acomodação
● O poder de refração da
lente do cristalino do
olho pode ser
aumentado,
voluntariamente, de 20
dioptrias até cerca de
34 dioptrias em jovens.
● A estimulação dos
nervos parassimpáticos
contrai ambos os
conjuntos de fibras do
músculo ciliar, que
relaxam os ligamentos
do cristalino, dessa
maneira, permitindo
que o cristalino fique
mais bojudo e aumente
seu poder refrativo.
Com esse aumento do
poder refrativo, o olho
focaliza objetos mais
perto do que quando o
olho tem menos poder
refrativo.
Acuidade Visual (clareza de visão)
● Emetropia: Olho que é capaz
de produzir uma imagem
nítida sobre a retina tanto
para objetos distantes como
para objetos próximos.
● Emétropes: os que fogem à
essa regra são chamados
O globo ocular pode apresentar
defeitos de forma devido :
● Miopia :quando o músculo
ciliar está completamente
relaxado, os raios de luz que
vêm de objetos distantes são
focalizados antes da retina.
Esse distúrbio geralmente se
deve ao globo ocular longo
demais, mas pode resultar de
demasiado poder refrativo
no sistema de lentes do olho.
● Hipermetropia: um globo
ocular curto demais ou,
ocasionalmente, um sistema
de lentes fraco demais. Nessa
condição, como se vê no
painel médio da Figura 50-12,
os raios de luz paralelos não
são curvados o suficiente,
pelo sistema de lentes
relaxado, para chegar ao
foco quando alcançam a
retina.
● Presbiopia:Perda da
Acomodação pelo Cristalino.
À medida que a pessoa
envelhece, o cristalino fica
maior e mais espesso e se
torna muito menos elástico,
em parte devido à
desnaturação progressiva
das proteínas do cristalino. A
capacidade do cristalino
mudar de forma diminui com
a idade
● Astigmatismo: O
astigmatismo é um 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
PERCEPÇÃO DE CORES:
● Aberrações esféricas :Os
raios que incidem na
periferia de lentes de
pequeno raio de curvatura
convergem para focos
diversos.
● Aberrações cromáticas: O
foco das lentes varia com a
cor que incide sobre elas.
Para as cores de menor
comprimento de onda, a
distância focal é menor.
DALTONISMO:
● As pessoas de visão
cromática normal, não terão
dificuldade em ver o número
74.
● Já as pessoas cegas ao
vermelho e ao verde verão 21
PERCEPÇÃO VISUAL:
O sistema visual realiza
várias operações de
transformação (análise,
síntese e de conhecimento
adquirido).
● Os olhos percebem o
objeto como ele é na
realidade. As
contradições nos
desenhos resultam do
fato de o cérebro
procurar interpretar
espacialmente o
desenho bidimensional.
Como, na realidade,
não existem objetos
com uma tal
construção, o
observador sente-se
embaraçado.
● O hemisfério direito do
seu cérebro tenta dizer
a cor, mas o hemisfério
esquerdo insiste em ler
a palavra.