biofísica da visão fotorrecepção e formação da imagem · conseguiam fazer antes da terapia...
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Biofísica da Visão
Fotorrecepção e
formação da imagem
Receptores
Estímulos externos
Energia
eletromagnética
Transmissão
Processamento
Formação de imagens
no córtex visual
SNC Via aferente
Vias de comunicação do sistema nervoso
Sistema sensorial - Visão
Estímulo (energia específica)
Receptor (estrutura especializada)
Interpretação (sistema nervoso)
LUZ maioria dos seres vivos respondem a ela
Visão - transdução de fótons de luz em sinais elétricos
FOTORRECEPÇÃO
Interpretação pelo SNC
células fotorreceptoras conjunto de proteínas (opsinas)
que capturam fotóns de luz e geram sinais elétricos
OLHOS órgãos fotorreceptores
• estrutura física diferenciada/especializada
• mecanismo de transdução de energia
Luz radiação eletromagnética
Mamíferos - ondas eletromagnéticas - 400 e 750 m (luz visível)
Cores do espectro visível
ANATOMIA DO OLHO HUMANO
Músculos Reto Medial e Lateral
movimento no plano horizontal
Músculos Reto Superior e Inferior e Oblíquos
Superior e Inferior
movimento no plano vertical e rotação do olho
Ácido hialurônico
Componentes do olho
• Músculo ciliar
• Fibras zonulares
• Cristalino
Componentes do olho
• Músculo ciliar (íris)
• Fibras zonulares
• Cristalino
Sistema de drenagem
Glaucoma
Sistema de drenagem
CRISTALINO
Catarata cão gato
Fundo de olho – tapete
lucidum
Camada coroidea
especializada (ausência de
pigmento)
Pupilas dilatadas pela baixa
luminosidade noturna favorecem a
reflexão dos raios
CORÓIDE
No tapete lucidum, não há pigmentação
para absorver os raios luminosos
incidentes e eles voltam.
Tapete lucidum
Fundo de olho
Diagnóstico (diabetes, glaucoma)
Ponto cego
Esclerótica
Músculos lisos radiais e circulares
Iris
Pupila
ÍRIS E PUPILA
ÍRIS E PUPILA
ÍRIS E PUPILA
Característica – posição do animal na
cadeia alimentar
Felinos – fenda vertical (predadores)
Animais de casco – fenda horizontal
(presas)
cabra
Função da pupila
• Controlar a quantidade de luz que entra no olho.
• Controlar a precisão das imagens (onde está o foco de
visão e o que fica fora de foco).
• O desenvolvimento de tipos diferentes de pupila está
relacionado ao fato do animal ser predador ou presa.
• Presas – pupilas horizontais. Mesmo ao abaixar a cabeça,
as pupilas horizontais continuam paralelas ao chão
(ciclovergência) + olhos ao lado da cabeça → campo de
visão mais amplo (defesa).
• Predadores – pupilas verticais + posição frontal →
precisão de detalhes, profundidade
Músculos radiais e circulares da íris humana
REFLEXO PUPILAR
REFLEXO PUPILAR
Dilatação da pupila (midríase)
• S.N. Simpático
• Contração da musculatura
lisa radial
Constrição da pupila (miose)
• S.N. Parassimpático
• Contração da musculatura
lisa circular
ATROPINA inibe
acetilcolina
Comportamento da pupila
Reconhecimento de intoxicações e doenças neurológicas
Estreitamento – ingestão de papoula/derivados
Dilatação – ingestão de beladona (alcalóides), botulismo,
patologias do nervo ótico e retina
Closantel é um anti-helmíntico derivado da salicilanida eficaz contra
Fasciola hepatica, Haemonchus contortus e Oestrus ovis, utilizado
principalmente em bovinos, ovinos e caprinos.
Histologicamente, as lesões mais evidentes são edema mielínico no SNC
(status spongiosis) e nervo óptico, degeneração e depleção da camada
fotorreceptora e/ou camadas nucleares da retina.
Fonte:
Furlan, F.H. et al. Intoxicação por closantel em ovinos e caprinos no
Estado de Santa Catarina. Pesq. Vet. Bras. v. 29, p.89-93, 2009.
ÁREA VISUAL NO CÓRTEX
CAMINHO VISUAL
Lesões
COMO NÓS ENXERGAMOS?
Raios de luz (objeto) IMAGEM MENOR E INVERTIDA (sobre a retina)
Abertura do olho - passagem de luz por uma lente e projeção num anteparo
(imagem é recebida e registrada).
Nervo Óptico transmissão de informações da retina para o cérebro (inversão da
imagem - posição normal)
Construção de uma imagem
1,5 cm no olho humano Distância variável
Sistema óptico - olho
Dioptrias
DISTÂNCIA FOCAL
Dioptrias
F
F
F
OLHO EMÉTROPE
Defeitos visuais
DEFEITOS DE REFRAÇÃO
DEFEITOS DE REFRAÇÃO
DEFEITOS DE REFRAÇÃO E CORREÇÃO
Lente divergente
Lente convergente
Cavalos – 50 a 80% emétropes
- 1 a 30% míopes
- restante – hipermétropes
Bovinos – 70% míopes
Cães – 22% emétropes
- 55% míopes
- 23% hipermétropes
Míope........
Capacidade do cristalino em mudar de forma para ajustar a imagem
no foco, quando ela muda de distância
Capacidade do cristalino em mudar de forma para ajustar a imagem
no foco, quando ela muda de distância
Acomodação
Capacidade de acomodação Ponto próximo
10 anos 7cm
30 anos 15cm
50 anos 40cm
70 anos 200cm
PONTO PRÓXIMO DE VISÃO (PONTO DE ACOMODAÇÃO)
Ponto mais próximo ao olho em que um objeto pode ser focalizado
com clareza por acomodação do cristalino.
Ponto máximo de acomodação.
Avanço da idade afastamento do ponto próximo de visão
PRESBIOPIA corrigida pelo uso de óculos com lentes convexas
RETINA
RETINA
Cinco principais tipos
celulares:
Fotorreceptores
cones e bastonetes
Células bipolares
Células ganglionares
Células horizontais
Células amácrinas
Retina
Retina de coelho
Luz
FÓVEA CENTRAL
Aves de rapina - 2 fóveas Na fóvea não há bastonetes
FÓVEA CENTRAL
Retina humana: 120 milhões de bastonetes; 6 milhões de cones
Retina de animais diurnos ou noturnos – varia a relação de cones e bastonetes
Bastonetes extremamente sensíveis à luz; visão noturna (escotópica)
Cones apresentam limiar mais alto de luz; visão diurna (fotópica)
ESTRUTURA DOS FOTORRECEPTORES
RODOPSINA - Pigmento fotossensível dos bastonetes
IODOPSINA - Pigmento fotossensível dos cones
Ciclo da decomposição da rodopsina durante a exposição à luz
BASTONETES
Corrente
hiperpolarizante
Corrente
despolarizante
VISÃO BINOCULAR
Percepção espacial e de profundidade
Posição dos olhos altera o campo visual e a visão binocular
CONES
Três tipos de cones (cores primárias):
Verde
Vermelho
Azul
Percepção das cores
Humanos – tricromatas (três tipos de cones)
Maioria dos mamíferos – dicromatas
• cães podem distinguir azul do amarelo, azul do vermelho
• bois não vêm o vermelho (pano do toureiro)
Aves e marsupiais – tetracromatas
Pombas possuem até 5 tipos diferentes de cones
Um tipo de camarão tem pelo menos 12 tipos celulares
Há animais que só possuem bastonetes (visão noturna)
Há animais que possuem bastonetes e um só tipo de cone (são
necessários dois para distinguir cores)
Cães caçadores vêm 4 a 5 vezes melhor na escuridão que os humanos
Algumas curiosidades
Visão normal (esquerda e direita) e cegueira noturna (meio)
CEGUEIRA NOTURNA
Causa da “cegueira noturna” falta de vitamina A
DALTONISMO
Químico John Dalton famoso por sua teoria atômica
Anos 90 mutação gênica
Vermelho e verde 8 % homens
1 % mulheres
Protanopia (vermelho)
3 tipos
Tritanopia (azul e amarelo)
Acromia
Deuteranopia (verde)
Indivíduos com acromia não veem cor alguma.
Cegueira para vermelho e verde
NADA
56
25
NADA
NADA NADA
25 29
45
6 8
56
Pranchas de Stilling e Ishihara – 32 pranchas
Cegueira a cores corrigida por terapia genética
Macacos-esquilos (Saimiri sciureus), primatas de pequeno porte - vivem em diversos
países da América do Sul, incluindo o Brasil.
Os machos dessa espécie são naturalmente incapazes de enxergar cores.
Mancuso, K. et al. Nature advanced online publication, doi:10.1038/nature08401 (2009).
Dalton e Sam
Os pesquisadores introduziram genes para fotopigmentação
presentes em fêmeas em células fotorreceptoras nas retinas
de dois machos adultos.
Os genes produziram as proteínas opsinas que atuam para a
produção de pigmentos sensíveis ao vermelho e ao verde.
Cinco semanas após o tratamento, testes físicos e
comportamentais comprovaram que os animais passaram a
distinguir entre as cores verde e vermelho, o que não
conseguiam fazer antes da terapia genética.
Em casos raros, o daltonismo pode aparecer na adolescência
ou idade adulta, associada ao uso de drogas, como
• Cloroquina (maculopatia tóxica)
• álcool etílico e metílico
• aplicação de laser argônio
• Viagra
Curta duração (minutos). Aumento da frequência leva a piora
gradativa.
Pesquisadores da Universidade de Manchester, no Reino Unido,
desenvolveram e testaram um tratamento em que o gene de um
pigmento que detecta a luz (rodopsina) foi injetado nos olhos de
ratos cegos.
Após o tratamento, um teste simulava um ataque de coruja, em vídeo, no
qual os ratos demonstraram resposta positiva,
“O que podemos dizer é que os ratos normais reagiram à coruja da
mesma forma que os ratos deficientes visuais tratados, enquanto os ratos
não tratados não fizeram nada“, relatou um pesquisador do grupo.
A abordagem pretende atender a todos os tipos de cegueira, causados
por danos ou não, recuperando as células receptoras de luz.
Cientistas encontram cura para cegueira através da substituição de
células de visão nos olhos
https://www.megacurioso.com.br/fotografia/40322-quer-saber-como-os-miopes-
enxergam-entao-veja-estas-fotos-.htm
A brasileira Layana Leonardo criou a série Ensaio sobre a miopia.