como funciona o cerebro

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Versão de leitura de Como funciona o cérebro Como funciona o cérebro por Craig Freudenrich, Ph.D. - traduzido por HowStuffWorks Brasil Introdução O cérebro realiza várias tarefas incríveis: controla a temperatura corpórea, a pressão arterial, a freqüência cardíaca e a respiração aceita milhares de informações vindas dos nossos vários sentidos (visão, audição, olfato) controla nossos movimentos físicos ao andarmos, falarmos, ficarmos em pé ou sentarmos nos deixa pensar, sonhar, raciocinar e sentir emoções Todas essas tarefas são coordenadas, controladas e reguladas por um órgão que tem mais ou menos o tamanho de uma pequena couve- flor: o cérebro. Nosso cérebro, medula espinhal e nervos periféricos compõem um sistema de controle e processamento integrado de informações. O estudo científico do cérebro e do sistema nervoso é chamado deneurociência ou neurobiologia. Como o campo da neurociência é tão vasto e o cérebro e o sistema nervoso, tão complexos, este artigo vai começar dando uma visão geral sobre esse órgão. Vamos examinar aqui as estruturas do cérebro e o que cada uma delas faz. Após essa explicação geral sobre o cérebro, você vai poder entender conceitos como controle motor, processamento visual, processamento auditivo, sensações, aprendizagem, memória e emoções. Alfabetização Estudo com 42 ex-guerrilheiros colombianos de ambos os sexos mostra que a alfabetização fortalece o cérebro de adultos. Leia mais em VEJA.com Nosso cérebro: Estrutura dos neurônios Nosso cérebro é composto por aproximadamente 100 bilhões de células nervosas, chamadas de neurônios. Os neurônios têm a incrível habilidade de juntar e transmitir sinais eletroquímicos, como se fossem entradas, saídas e fios de um computador . Os neurônios compartilham as mesmas características e têm as mesmas partes que as outras células , mas o aspecto eletroquímico os deixa O cérebro humano

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Page 1: Como Funciona o Cerebro

Versão de leitura de Como funciona o cérebro

Como funciona o cérebropor Craig Freudenrich, Ph.D. - traduzido por HowStuffWorks Brasil

Introdução

O cérebro realiza várias tarefas incríveis:

controla a temperatura corpórea, a pressão arterial, a freqüência cardíaca e a respiração

aceita milhares de informações vindas dos nossos vários sentidos (visão, audição, olfato)

controla nossos movimentos físicos ao andarmos, falarmos, ficarmos em pé ou sentarmos

nos deixa pensar, sonhar, raciocinar e sentir emoções

Todas essas tarefas são coordenadas, controladas e reguladas por um órgão que tem mais ou menos o tamanho de uma pequena couve- flor: o cérebro.

Nosso cérebro, medula espinhal e nervos periféricos compõem um sistema de controle e processamento integrado de informações. O estudo científico do cérebro e do sistema nervoso é chamado

deneurociência ou neurobiologia. Como o campo da neurociência é tão vasto e o cérebro e o sistema nervoso, tão complexos, este artigo vai começar dando uma visão geral sobre esse órgão.

Vamos examinar aqui as estruturas do cérebro e o que cada uma delas faz. Após essa explicação geral sobre o cérebro, você vai poder entender conceitos como controle motor, processamento visual, processamento auditivo, sensações, aprendizagem, memória e emoções.

AlfabetizaçãoEstudo com 42 ex-guerrilheiros colombianos de ambos os sexos mostra que a alfabetização fortalece o cérebro de adultos.

Leia mais em VEJA.com

 

Nosso cérebro: Estrutura dos neurônios

Nosso cérebro é composto por aproximadamente 100 bilhões de células nervosas, chamadas de neurônios. Os neurônios têm a incrível habilidade de juntar e transmitir sinais eletroquímicos, como se fossem entradas, saídas e fios de um computador. Os neurônios compartilham as mesmas características e têm as mesmas partes que as outras células, mas o aspecto eletroquímico os deixa transmitir sinais por longas distâncias e passar mensagens de um para o outro. Os neurônios possuem três partes básicas: corpo celular, axônio e dendritos.

Corpo celular - essa parte principal contém todos os componentes necessários da célula, como o núcleo (que contém DNA), retículo endoplasmático e ribossomos (para construir proteínas) e mitocôndria (para produzir energia). Se o corpo celular morrer, o neurônio morre.

Axônio - essa projeção da célula, longa e semelhante a um cabo, transporta a mensagem eletroquímica (impulso nervoso ou potencial de ação) pela extensão da célula; dependendo do tipo do neurônio, os axônios podem ser cobertos por uma fina camada de mielina, como um fio elétrico com isolamento. A mielina é feita de gordura e ajuda a acelerar a transmissão de um impulso nervoso através de um axônio longo. Os neurônios com mielina costumam ser encontrados nos nervos periféricos (neurônios sensoriais e motores), ao passo que os neurônios sem mielina são encontrados no cérebro e na medula espinhal.

O cérebro humano

Page 2: Como Funciona o Cerebro

Dendritos ou terminações nervosas - essas projeções pequenas e semelhantes a galhos realizam as conexões com outras células e permitem que o neurônio se comunique com outras células ou perceba o ambiente a seu redor. Os dendritos podem se localizar em uma ou nas duas terminações da célula.

Nosso cérebro: Tipos de neurônios básicos

Existem neurônios de vários tamanhos. Por exemplo, um único neurônio sensorial da ponta do nosso dedo tem um axônio que se estende por todo o comprimento do nosso braço, ao passo que os neurônios dentro do cérebro podem se estender por somente alguns poucos milímetros. Os neurônios possuem formatos diferentes, dependendo de sua função. Os neurônios motores, que controlam as contrações dos músculos, possuem um corpo celular em uma ponta, um axônio longo no meio e dendritos na outra ponta. Já osneurônios sensoriais têm dendritos nas duas pontas, conectados por um longo axônio com um corpo celular no meio.

Alguns tipos de neurônios: motoneurônio (a), neurônio sensorial (b), célula piramidal (c)

Os neurônios também variam no que diz respeito a suas funções:

os neurônios sensoriais transportam sinais das extremidades do nosso corpo (periferias) para o sistema nervoso central;

os neurônios motores (motoneurônios) transportam sinais do sistema nervoso central para as extremidades (músculos, pele, glândulas) do nosso corpo;

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os receptores percebem o ambiente (químicos, luz, som, toque) e codificam essas informações em mensagens eletroquímicas, que são transmitidas pelos neurônios sensoriais;

os interneurônios conectam vários neurônios dentro do cérebro e da medula espinhal.

O tipo mais simples de via neural é um arco reflexo monossináptico (conexão simples), como o reflexo patelar. Quando o médico bate no ponto certo do nosso joelho com um martelo de borracha, os receptores enviam um sinal para a medula espinhal através de um neurônio sensorial. Esse neurônio passa a mensagem para um neurônio motor, que controla os músculos da nossa perna. Os impulsos nervosos viajam pelo neurônio motor e estimulam o músculo específico a se contrair. A resposta é um movimento muscular que acontece rapidamente e não envolve nosso cérebro. Os seres humanos possuem vários reflexos desse tipo, mas, conforme as tarefas vão ficando mais complexas, o "circuito" também fica mais complicado e o cérebro se integra nele.

Partes do cérebro

Os seres mais simples têm os mais simples sistemas nervosos constituídos por arcos reflexos. Por exemplo, vermes achatados e invertebrados não possuem um cérebro centralizado. Eles têm associações separadas de neurônios, organizadas em arcos reflexos simples. Os vermes achatados possuem redes neurais, neurônios individuais conectados que formam uma rede ao redor do animal.

A maioria dos invertebrados tem cérebro simples que consistem em grupos localizados de corpos celulares neurais chamados de gânglios. Cada gânglio controla funções sensoriais e motoras em seu segmento através de um arco reflexo e os gânglios são conectados para formar um sistema nervoso simples. Conforme o sistema nervoso evoluiu, as cadeias de gânglios evoluíram para cérebros simples mais centralizados.

O cérebro evoluiu a partir dos gânglios dos invertebrados. Não importa o animal, um cérebro tem as seguintes partes: tronco encefálico - o tronco encefálico consiste

em bulbo, ponte emesencéfalo; o tronco encefálico controla os reflexos e funções automáticas (freqüência cardíaca, pressão arterial), movimentos dos membros e funções viscerais (digestão, micção);

cerebelo - integra informações do sistema vestibular que indicam posição e movimento e utiliza essas informações para coordenar os movimentos dos membros;

hipotálamo e glândula pituitária - controlam as funções viscerais, temperatura corporal e respostas de comportamento, como alimentar-se, beber, respostas sexuais, agressão e prazer;

cérebro superior, também chamado de córtex cerebral ou apenascórtex- o cérebro consiste no córtex, grandes tratos fibrosos (corpo caloso) e algumas estruturas mais profundas (gânglio basal, amígdala, hipocampo); integra informações de todos os órgãos dos sentidos, inicia as funções motoras, controla as emoções e realiza os processos da memória e do pensamento, expressão de emoções e pensamentos são mais predominantes em mamíferos superiores.

Principais divisões do cérebro

Medula espinhal Tronco encefálico Cerebelo Cérebro anterior

Diencéfalo- tálamo, hipotálamo

Córtex cerebral

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Dos peixes aos humanos é possível ver que o córtex fica maior, ocupa uma porção maior da área total do cérebro e se dobra. O córtex aumentado assume funções superiores adicionais, como processamento de informações, fala, pensamento e memória. Além disso, a parte do cérebro chamada de tálamo evoluiu para ajudar a transmitir informações do tronco encefálico e da medula espinhal para o córtex cerebral.

Cérebro de peixe

Animais inferiores (peixes, anfíbios, répteis e pássaros) não "pensam" tanto: eles se preocupam com as atividades diárias de juntar comida, alimentar-se, beber, dormir, reproduzir-se e se defender. Por isso, seus cérebros refletem os principais centros que controlam essas funções. Nós também desempenhamos essas funções, o que nos faz ter um cérebro "de réptil" dentro de nós.

Page 5: Como Funciona o Cerebro

Parte inferior do cérebro, exibindo tronco encefálico e os nervos cranianos

Cérebro inferior

A parte inferior do cérebro consiste na medula espinhal, no tronco encefálico e no diencéfalo; o cerebelo e o córtex cerebral também estão presentes, mas serão discutidos mais adiante. Dentro de cada uma dessas estruturas estão os centros das células neurais, chamados de núcleos, especializados em determinadas funções, respiração, regulação da freqüência cardíaca, sono: bulbo - o bulbo contém núcleos para regular a pressão arterial e

a respiração, assim como núcleos para transmitir informações dos órgãos dos sentidos que vêm dos nervos cranianos;

ponte - a ponte contém núcleos que transmitem informações sobre movimento e posição do cerebelo para o córtex. Além de também conter núcleos que estão envolvidos na respiração, no paladar e no sono;

mesencéfalo - o mesencéfalo contém núcleos que ligam as várias seções do cérebro envolvidas nas funções motoras (cerebelo, gânglio basal, córtex cerebral), movimentos oculares e controle auditivo. Uma parte, chamada de substância negra, está envolvida nos movimentos voluntários; quando não funciona, aparecem os tremores característicos do mal de Parkinson;

tálamo - o tálamo conecta vias sensoriais aferentes até as áreas apropriadas do córtex, determina que informações sensoriais realmente chegam à consciência e participa da troca de informações motoras entre o cerebelo, o gânglio basal e o córtex;

hipotálamo - contém núcleos que controlam secreções hormonais da glândula pituitária. Esse centro governa a reprodução sexual, a alimentação, a ingestão de líquidos, o crescimento e o comportamento materno, como a lactação, produção de leite em mamíferos. O hipotálamo também está envolvido em quase todos os aspectos do comportamento, incluindo nosso "relógio" biológico, que é ligado ao ciclo diário da luz e escuridão (ritmo circadiano).

Medula espinhalA medula espinhal pode ser vista como um órgão separado do cérebro ou simplesmente como uma extensão inferior do tronco encefálico. Ela contém vias sensoriais e motoras do corpo, assim como vias aferentes e eferentes do cérebro. E ainda possui arcos reflexos que reagem independentemente do cérebro, como o reflexo patelar.

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Visão interna da parte inferior do cérebro

Cérebro: Ato de equilíbrio

O cerebelo é dobrado em muitos lobos e fica acima e atrás da ponte. Ele recebe informações sensoriais da medula espinhal, informações motoras do córtex e gânglios basais, além de informações sobre a posição vindas do sistema vestibular. Então ele integra essas informações e influencia as vias motoras do cérebro para coordenar os movimentos. Para confirmar isso, é só esticarmos o braço e tocarmos um ponto à nossa frente, como o monitor do computador. Nossa mão vai fazer um movimento suave. Se tivéssemos algum dano no cerebelo, o mesmo movimento seria cheio de solavancos por causa da série de pequenas contrações musculares que nosso córtex iniciaria até chegar ao ponto de destino. O cerebelo também pode estar envolvido na linguagem, precisas contrações musculares dos lábios e da laringe e em outras funções cognitivas.

O sistema vestibularO sistema vestibular é responsável pela manutenção da postura, do equilíbrio e da orientação espacial. Parte desse sistema é localizada no ouvido interno. E ele também inclui o nervo vestibulococlear (o oitavo nervo craniano) e certas partes do cérebro, que interpretam as informações que o nervo vestibulococlear recebe.

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Parte superior do cérebro

O cérebro é a maior parte do encéfalo humano. O córtex contém todos os centros que recebem e interpretam informações sensoriais, iniciam movimentos, analisam informações, raciocinam e sentem emoções. Os centros dessas tarefas estão localizados em diferentes partes do córtex. Mas antes de falarmos sobre o que cada parte faz, vamos dar uma olhada nas partes do cérebro.

Partes principais do córtex cerebralO córtex predomina na superfície exterior do cérebro. A área de superfície do cérebro tem cerca de 1.500 cm2a 2.000 cm2, que é mais ou menos o tamanho de uma a duas páginas de um jornal. Para fazer essa área caber dentro do crânio, o córtex é dobrado, formando pregas (giros) e sulcos. Vários grandes sulcos dividem o córtex em diferentes lobos: o lobo frontal, o lobo parietal, o lobo occipital e o lobo temporal. Cada lobo tem uma função diferente.

Passe o mouse sobre os nomes das partes do cérebro para ver onde elas se localizam

Quando visto de cima, um grande sulco (fissura inter-hemisférica) separa o cérebro em duas metades: direita e esquerda. Essas metades se comunicam por meio de um sistema de fibras de matéria branca chamadas de corpo caloso. Além disso, os lobos temporais direito e esquerdo se comunicam por meio de outro trato de fibras próximo à parte de trás do cérebro chamada comissura anterior.

Massa cinzentaO cérebro contém massa cinzenta (neurônios sem mielina) e massa branca (neurônios com mielina, que entram e saem do córtex).

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Se você tiver uma vista segmentada do cérebro, será possível ver que a área cortical acima do corpo caloso é dividida por um sulco. Esse sulco é chamado de sulco cingulado. A área entre esse sulco e o corpo caloso tem o nome de giro cingulado, também conhecido como sistema límbico ou lobo límbico. Em uma área mais profunda dentro do cérebro encontram-se o gânglio basal, a amígdala e o hipocampo.

E aqui termina nosso tour pelas principais estruturas do córtex. Agora, vamos ver o que elas fazem.

As conexões físicas do cérebro

O cérebro possui várias conexões físicas, assim como um prédio ou um avião tem suas partes interligadas por fiação elétrica. No caso do cérebro, as conexões são feitas por neurônios que conectam as entradas sensoriais e as saídas motoras com os centros nos vários lobos do córtex. Também há conexões entre esses centros corticais e outras partes do cérebro.

Diferentes áreas do cérebro superior possuem funções específicas.

Lobo parietal - recebe e processa todas as entradas somatossensoriais do corpo (toque, dor); as fibras da medula espinhal se distribuem pelo tálamo para várias partes do lobo parietal. E essas conexões formam um "mapa" da superfície do corpo no lobo parietal. Esse mapa é chamado dehomúnculo. O homúnculo tem uma aparência bem estranha, porque a representação de cada área está relacionada ao número de conexões sensoriais de neurônios em vez de ao tamanho físico da área.

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Homúnculo, um mapa sensorial de seu corpo. O homúnculo tem uma aparência bem estranha, porque a representação de

cada área está relacionada ao número de conexões sensoriais de neurônios, em vez de ao tamanho físico da área

A parte traseira do lobo parietal (próxima ao lobo temporal) tem uma seção chamada de área de Wernicke, muito importante para compreender as informações sensoriais (visuais e auditivas) associadas à linguagem. Danos a essa área do cérebro produzem o que se conhece como "afasia sensorial", na qual os pacientes não conseguem entender a linguagem mas ainda são capazes de produzir sons.

Lobo frontal - o lobo frontal está envolvido nas habilidades motoras (incluindo a fala) e nas funções cognitivas.

O centro motor do cérebro (giro pré-central) localiza-se na parte de trás do lobo frontal, logo na frente do lobo parietal. Ele recebe conexões da parte somatossensorial do lobo parietal e processa e inicia as funções motoras. Assim como o homúnculo no lobo parietal, o giro pré-central possui um mapa motor do cérebro. Para mais detalhes, consulte A Science Odyssey: You Try It - Probe the Brain Activity ("Uma odisséia espacial: experimente - examine a atividade cerebral", em inglês).

Uma área no lado esquerdo do lobo frontal, chamada de área de Broca, processa a linguagem por meio do controle dos músculos que criam os sons (boca, lábios e laringe). Danos a essa área resultam na "afasia motora," problema no qual os pacientes conseguem entender a linguagem mas não podem produzir sons corretos ou com qualquer significado.

As áreas restantes do lobo frontal realizam processos associativos (pensamento, aprendizado e memória).

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Diagrama que realça as áreas funcionais do cérebro. Passe o mouse sobre o texto para ver qual é a parte relacionada no cérebro

Lobo occipital - o lobo occipital recebe e processa informações visuais diretamente dos olhos e relaciona essas informações com o lobo parietal (área de Wernicke) e com o córtex motor (lobo frontal). Uma das coisas que ele deve fazer é interpretar as imagens invertidas que são projetadas na retina pelo cristalino do olho. Lobo temporal - o lobo temporal processa informações auditivas a partir dos ouvidos e as relaciona com a área de Wernicke do lobo parietal e com o córtex motor do lobo frontal. Ínsula - a ínsula influencia funções automáticas do tronco encefálico. Por exemplo, quando você prende a respiração, os impulsos da ínsula suprimem os centros de respiração do bulbo. A ínsula também processa informações sobre o paladar. Hipocampo - o hipocampo localiza-se dentro do lobo temporal e é importante para a memória de curto prazo. Amígdala - ela se localiza dentro do lobo temporal e controla o comportamento sexual e social e outras emoções. Gânglios basais - os gânglios basais trabalham junto ao cerebelo para coordenar movimentos precisos, como movimentos da ponta dos dedos. Sistema límbico - esse sistema é importante no comportamento emocional e no controle dos movimentos dos músculos das vísceras (músculos do aparelho digestivo e cavidades do corpo).

Água no cérebro

Nosso cérebro e medula espinhal são cobertos por uma série de membranas resistentes chamadas demeninges, cuja função é proteger esses órgãos do atrito com os ossos do crânio e da coluna. Para uma proteção ainda maior, o cérebro e a medula espinhal flutuam em um mar de líquido céfalo-raquidianodentro do crânio e da coluna. Esse líquido de amortecimento é produzido pelo plexo coróide, localizado dentro do cérebro, e flui por uma série de cavidades (ventrículos) para fora do cérebro e dentro da medula espinhal. Esse líquido mantém-se separado do sangue pela barreira hemato-encefálica.

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Sistema ventricular cerebralComo você pode ver, teu cérebro é um órgão complexo e extremamente organizado, que comanda tudo o que você faz. Agora que você já está familiarizado com a anatomia do cérebro, veja os artigos que tratam das funções específicas dele.

Mais informações

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Mais links interessantes (em inglês)Informações gerais

NEURON  (programa para simulações baseadas em modelos empíricos de neurônios e redes de neurônios)

Neuroguide.com: Neurosciences on the Internet  (Neurociência na Internet) Neuroscience for Kids  (Neurociência para crianças) Neuroscience for Kids: Brain Basics  (Princípios básicos sobre o cérebro) The Nervous System  (O sistema nervoso)

Page 12: Como Funciona o Cerebro

About Brain Injury: A Guide to Brain Anatomy  (Sobre ferimentos cerebrais: um guia para a anatomia do cérebro)

Society for Neuroscience (Sociedade de Neurociências)

Society for Neuroscience Home Page  (Página da Sociedade de Neurociências) Brain Briefings Index Page  (Índice de informações sobre o cérebro) Brain Backgrounders  (Informações sobre o cérebro)

National Institute of Mental Health / National Institutes of Health (Instituto Nacional de Saúde Mental / Institutos Nacionais de Saúde)

NIMH - The Brain's Inner Workings  (O funcionamento interno do cérebro) Guias para alunos e professores (download de vídeos, vários formatos)

Tutoriais sobre o cérebro e neurociências

The Washington University School of Medicine Neuroscience Tutorial  (Tutorial sobre neurociências da Washington University School of Medicine)

Neuroanatomy Tutorial  (Tutorial sobre neuroanatomia) Virtual Hospital: The Human Brain - Dissections of the Real Brain  (Hospital virtual: o cérebro

humano - dissecações no cérebro real) The Whole Brain Atlas  (O atlas completo do cérebro) Exploratorium: The Memory Exhibit  (A exposição sobre a memória) A Science Odyssey: You Try It - Probe the Brain Activity  (Uma odisséia espacial: experimente -

examine a atividade cerebral) What Does Your "Homunculus" Look Like? Mapping Your Brain  (Qual é a aparência de seu

homúnculo? Mapeando seu cérebro)

Neuroanatomia comparada

Comparative Mammalian Brain Collections  (Coleções de cérebros de mamíferos) The Sheep Brain Dissection Guide  (O guia de dissecação do cérebro de uma ovelha)

Como funciona a visãopor Dr. Carl Bianco, M.D. - traduzido por HowStuffWorks Brasil

Introdução

Não é nenhuma novidade que a função principal do Sol no centro do nosso sistema solar é fornecer luz. A luz é que faz a vida se mover. É difícil imaginar nosso planeta e nossa vida sem ela.

A percepção da luz pelas coisas vivas é quase universal. As plantas usam a luz através da fotossíntese para crescer. Os animais usam a luz para caçar suas presas ou sentir e escapar dos predadores. Alguns dizem que foi o desenvolvimento da visão estereoscópica, juntamente ao desenvolvimento do grande cérebro humano e à liberação das mãos do processo de locomoção, que permitiram aos humanos evoluir tanto.

Neste artigo, vamos falar sobre as fantásticas atividades do interior do olho humano!

 

Anatomia básica

Embora pequeno no tamanho, o olho é um órgão muito complexo. O olho tem aproximadamente 2,54 cm de largura, 2,54 cm de profundidade e 2,3 cm de altura.

Nova tecnologia

Implante na retina pode ajudar deficientes visuais a enxergar parcialmente. A nova tecnologia pode suprir a demanda de transplantes.

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Page 13: Como Funciona o Cerebro

A camada dura e mais exterior do olho é chamada de esclera. Ela mantém o formato do olho. A sexta parte frontal dessa camada é transparente e é chamada de córnea. Toda a luz deve passar primeiro pela da córnea ao entrar no olho. Ligados à esclera estão os músculos que movem o olho, chamados músculos extra-oculares.

O coróide (ou trato uveal) é a segunda camada do olho. Ele contém os vasos sangüíneos que fornecemsangue às estruturas. A parte frontal do coróide contém duas estruturas:

Corpo ciliar: é uma região muscular conectada ao cristalino. Ele se contrai e relaxa para controlar o tamanho do cristalino quando o foco precisar ser ajustado.

Íris: é a parte colorida do olho. A cor da íris é determinada pela cor do tecido conjuntivo e das células de pigmento. Menos pigmentação deixa os olhos azuis, mais pigmentação deixa os olhos marrons. A íris é um diafragma ajustável ao redor de uma abertura chamada pupila.

A íris possui dois músculos: o músculo dilatador torna a íris menor e, conseqüentemente, a pupila fica maior para permitir que mais luz entre no olho. Já o músculo esfíncter deixa a íris maior e a pupila menor, permitindo que menos luz entre no olho. O tamanho da pupila pode mudar de 2 milímetros para 8 milímetros. Isso significa que ao alterar o tamanho da pupila, o olho pode mudar a quantidade de luz que entra nele em até 30 vezes.

A camada mais interna é a retina: a porção do olho que percebe a luz. Ela contém células bastonetes, que são responsáveis pela visão em condições de pouca luz, e as células cone, responsáveis pela visão de cores e detalhes. Na parte posterior do olho, no centro da retina, está a mácula. No centro da mácula há uma área chamada fóvea central. Esta área contém apenas cones e é responsável por enxergarmos claramente detalhes específicos.

A retina contém um composto químico chamado rodopsina. Ela é a responsável por converter a luz nos impulsos elétricos que o cérebro interpreta como visão. As fibras nervosas da retina juntam-se na parte posterior do olho e formam o nervo ótico, que conduz os impulsos elétricos ao cérebro. O local em que o nervo ótico e os vasos sangüíneos saem da retina é chamado de disco ótico. Esta área é um ponto cego da retina porque não contém bastonetes ou cones. No entanto, você não percebe este ponto cego porque cada olho cobre o ponto cego do outro.

Quando um médico olha a parte posterior do seu olho através do oftalmoscópio, é isso o que ele vê:

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Dentro do globo ocular, há duas seções preenchidas por fluidos separadas pelo cristalino. A seção posterior e maior contém um material transparente e semelhante a um gel chamado humor vítreo. A seção frontal e menor contém um material transparente e aquoso chamado humor aquoso. O humor aquoso divide-se em duas seções chamadas câmara anterior (na frente da íris) e câmara posterior (atrás da íris). O humor aquoso é produzido no corpo ciliar e escoa pelo canal de Schlemm. Quando esse escoamento é bloqueado, pode ocorrer uma doença chamada glaucoma.

O cristalino é uma estrutura transparente e biconvexa de cerca de 10 mm de diâmetro. O cristalino muda de forma porque está ligado a músculos do corpo ciliar. O cristalino é usado para fazer o ajuste fino da visão.

Cobrindo a superfície interna das pálpebras e da esclera está uma mucosa chamada de conjuntiva, que ajuda a manter a umidade do olho. Uma infecção desta área é chamada de conjuntivite.

O olho é único no sentido de que é capaz de se movimentar em várias direções para maximizar o campo de visão e, além disso, é protegido de ferimentos por uma cavidade óssea chamada de cavidade orbital. O olho fica incrustado em gordura, que lhe fornece amortecimento. As pálpebras protegem o olho por meio do ato de piscar. E isso também mantém a superfície do olho úmida ao espalhar as lágrimas sobre os olhos. Os cílios e sobrancelhas protegem o olho de partículas que podem feri-lo.

As lágrimas, por sua vez, são produzidas nas glândulas lacrimais, que são localizadas acima do segmento exterior de cada olho. As lágrimas eventualmente acabam sendo sugadas para o canto do olho, dentro do saco lacrimal, passando pelo duto nasal e entrando no nariz. É por isso que o seu nariz escorre quando você chora.

Há seis músculos ligados à esclera para controlar os movimentos do olho. Aqui estão eles:

Músculo Função Principal

reto medialmove o olho em direção ao nariz

reto lateralmove o olho na direção contrária ao nariz

reto superior eleva o olho

reto inferior abaixa o olho

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oblíqüo superior

faz a rotação do olho

oblíqüo inferior

faz a rotação do olho

Na próxima seção, você vai aprender como o olho percebe a luz.

Percebendo a luz

Quando a luz entra no olho, passa primeiro pela córnea, depois pelo humor aquoso, cristalino e humor vítreo. E por último, ela alcança a retina, que é a estrutura do olho que percebe a luz. A retina contém dois tipos de células, chamadas bastonetes e cones. Os bastonetes cuidam da visão em condições com pouca luz, e oscones são os responsáveis pela visão de cores e detalhes. Quando a luz entra em contato com estes dois tipos de células, ocorre uma série de reações químicas complexas. O composto químico formado (rodopsina ativada) cria impulsos elétricos no nervo ótico. Geralmente, o segmento exterior dos bastonetes são longos e finos, enquanto os segmentos externos dos cones são mais parecidos com cones. Veja um exemplo de um bastonete e de um cone:

O segmento externo de um bastonete ou cone contém os compostos químicos sensíveis à luz. Nos bastonetes, este químico é chamado de rodopsina. Nos cones, são chamados pigmentos de cor. A retina contém 100 milhões de bastonetes e 7 milhões de cones. A retina é revestida de um pigmento negro chamado melanina, assim como o interior de uma máquina fotográfica é preta, para diminuir a quantidade de reflexo. A retina possui uma área central, mácula, que contém alta concentração de somente cones. Esta área é a responsável pela visão detalhada e precisa.

Quando a luz entra no olho, ela toca o composto químico sensível a ela chamado rodopsina. A rodopsina é uma mistura de uma proteína chamada escotopsina e 11-cis-retinal, a última é derivada da vitamina A (que é o motivo pelo qual a falta de vitamina A causa problemas de visão). A rodopsina se decompõe quando é exposta à luz porque a luz causa uma alteração física na porção 11-cis-retinal da rodopsina, alterando-a paratrans retinal. A primeira reação leva apenas alguns trilionésimos de segundo. A 11-cis-retinal é uma molécula cheia de ângulos, enquanto a trans retinal é uma molécula reta. Isso faz com que o composto seja instável. A rodopsina se quebra em diversos compostos intermediários, mas eventualmente (em menos de um segundo) forma metarodopsina II (rodopsina ativada). Este composto químico produz impulsos elétricos que são transmitidos ao cérebro e interpretados como luz. Aqui está um diagrama da reação química que acabamos de mencionar:

Page 16: Como Funciona o Cerebro

A rodopsina ativada cria os impulsos elétricos da seguinte maneira:

1. A membrana celular (camada exterior) de um bastonete possui uma carga elétrica. Quando a luz ativa a rodopsina, causa uma redução no GMP cíclico, que aumenta esta carga elétrica. Isso produz uma corrente elétrica ao longo da célula. Quanto mais luz for detectada, mais rodopsina será ativada e mais corrente elétrica será produzida.

2. Esse impulso elétrico posteriormente atinge um gânglio nervoso e, depois, o nervo ótico.3. Os nervos atingem o quiasma ótico, onde as fibras nervosas da metade interior de cada retina cruzam

para o outro lado do cérebro, mas as fibras nervosas da metade externa da retina ficam no mesmo lado do cérebro.

4. Estas fibras acabam atingindo a parte posterior do cérebro (lobo occipital). É aqui que a visão é interpretada e chamada de córtex visual primário. Algumas das fibras visuais ligam-se com outras partes do cérebro para auxiliar no controle dos movimentos oculares, na resposta das pupilas e íris.

Finalmente, a rodopsina precisa ser recomposta para que o processo possa voltar a ocorrer. A trans retinal é convertida em 11-cis-retinal, que então é recombinada com a escotopsina para formar rodopsina, que está pronta para iniciar o processo quando for exposta à luz novamente.

 Clique no botão play para ver uma animação do que acontece quando a luz entra no olho

Visão das cores

Os compostos químicos sensíveis a cores nos cones são chamados de pigmentos e são muito semelhantes aos compostos dos bastonetes. A parte retinal do composto químico é a mesma, mas a escotopsina é substituída por fotopsinas. Portanto, os pigmentos que respondem à cor são feitos de retinal e fotopsinas. Há três tipos de pigmentos sensíveis às cores:

pigmento sensível ao vermelho pigmento sensível ao verde pigmento sensível ao azul

Cada cone possui um desses pigmentos, o que a torna sensível àquela cor específica. O olho humano pode perceber quase qualquer gradação de cor em que o vermelho, verde e azul estiverem misturados.

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No diagrama acima são exibidos os comprimentos de onda dos três tipos de cones (vermelho, verde e azul). Opico de absorção do pigmento sensível ao azul é de 445 nanômetros. Para o sensível ao verde, esse valor é 535 nanômetros. Já para o sensível ao vermelho, ele é 570 nanômetros.

Daltonismo

O daltonismo é a incapacidade de diferenciar as cores. O tipo mais comum é o daltonismo vermelho-verde. Ocorre em 8% dos homens e 0,4% das mulheres. Ele acontece quando os cones vermelhos ou verdes não estão presentes ou não estão funcionando corretamente. As pessoas com esse problema não são totalmente incapazes de enxergar o vermelho ou verde, mas costumam confundir as duas cores.

Trata-se de um distúrbio hereditário e é mais comum em homens, pois a capacidade para enxergar cores é localizada no cromossomo X. As mulheres têm dois cromossomos X, então a probabilidade de herdar ao menos um cromossomo que consegue enxergar as cores é alta. Os homens, por outro lado, possuem apenas um cromossomo X. Clique aqui para saber mais sobre cromossomos. A incapacidade de enxergar qualquer cor, ou ver somente em tons diferentes de cinza, é muito rara.

Deficiência de vitamina A

Quando a pessoa possui uma deficiência grave de vitamina A, ocorre a cegueira noturna.

A vitamina A é necessária para formar o retinal, que é parte da molécula rodopsina. Quando os níveis de moléculas sensíveis à luz estão baixos devido à deficiência de vitamina A, pode não haver luz suficiente à noite para permitir a visão. Durante o dia, há estímulo de luz o bastante para produzir visão apesar dos baixos níveis de retinal.

Refração

Quando os raios de luz alcançam uma superfície angular de outro material, eles mudam de direção. Isso é chamado de refração. Quando a luz atinge uma lente convexa, os raios de luz inclinam-se em direção ao centro.

Quando a luz atinge uma lente côncava, os raios de luz inclinam-se para longe do centro.

O olho possui várias superfícies angulares que fazem com que a luz se incline. Elas são:

a conexão entre o ar e a parte frontal da córnea

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a conexão entre a parte posterior da córnea e o humor aquoso a conexão entre o humor aquoso e a parte frontal do cristalino a conexão entre a parte posterior do cristalino e o humor vítreo

Quando tudo está funcionando corretamente, a luz passa por estas quatro conexões e chega na retina com o foco perfeito.

Visão normal

A visão ou acuidade visual é testada ao ler uma escala optométrica de Snellen a uma distância de 6 metros. Ao olhar diferentes pessoas, os oculistas decidiram que um ser humano "normal" deveria ser capaz de enxergar ao ficar a 6 metros de distância da escala. Se você possui uma visão 1, isso significa que quando fica a 6 metros da escala, é capaz de enxergar o que um ser humano "normal" veria. No sistema americano, o padrão é 20 pés e chamamos de visão 20/20. Ou seja, se você tem uma visão 1, sua visão é "normal", o que significa que a maioria da população pode enxergar o mesmo que você a 6 metros de distância.

Se você possui uma visão 0,5, isso significa que quando fica a 6 metros da escala, é capaz de enxergar o que um ser humano "normal" veria se estivesse a 12 metros. Ou seja, se uma pessoa "normal" estiver a 40 metros de distância da escala e você estiver a 6 metros, você e ela veriam os mesmos detalhes. 0,2 significa que quando você está a 6 metros, consegue ver apenas o que uma pessoa normal veria se estivesse a 30 metros de distância. 0,1 é o limite da cegueira legal nos Estados Unidos.

Mas também é possível ter uma visão melhor do que o padrão. Uma pessoa com uma visão 2 pode enxergar a 6 metros o que uma pessoa normal veria se estivesse a 3 metros da escala.

Falcões, corujas e outros pássaros predadores possuem uma visão muito mais precisa do que a de seres humanos. Um falcão possui um olho muito menor do que um humano, mas possui mais sensores (cones) acumulados nesse espaço. Isso dá a um falcão a capacidade de ver com uma precisão oito vezes melhor do que um ser humano. Um falcão pode ter uma visão 10.

Erros de refração

Normalmente, o seu olho pode focar uma imagem exatamente na retina:

A miopia e a hipermetropia ocorrem quando o foco não é perfeito.

Quando a miopia está presente, uma pessoa é capaz de enxergar objetos próximos bem, mas tem dificuldade de enxergar objetos distantes. Os raios de luz focam na parte frontal da retina. Isso é causado por um globo ocular muito longo, ou por um sistema de lentes que têm energia demais para focar. A miopia é corrigida comlentes côncavas. Esta lente faz com que a luz desvie ligeiramente antes de atingir o olho, como na figura abaixo:

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Quando a hipermetropia está presente, uma pessoa é capaz de enxergar objetos distantes bem e tem dificuldade para enxergar objetos próximos. Os raios de luz focam atrás da retina. Isso é causado por um globo ocular muito curto, ou por um sistema de lentes que têm pouca capacidade de foco. Corrige-se a hipermetropia com lentes convexas, como visto aqui:

Consulte Como funcionam os problemas de refração da visão e Como funcionam as lentes corretivas para mais detalhes.

Astigmatismo

O astigmatismo é uma curvatura irregular da córnea e causa uma distorção na visão. Para corrigir isso, uma lente é formada de modo a corrigir a irregularidade.

Por que a visão piora conforme envelhecemos?

Enquanto vamos envelhecendo, o cristalino se torna menos elástico. Ele perde sua habilidade de mudar de formato. Isso se chama presbiopia e é mais fácil de se notar quando tentamos enxergar coisas próximas, pois o nosso corpo ciliar deve contrair para tornar o cristalino mais grosso. A perda de elasticidade impede que o cristalino fique mais grosso. E o resultado é que perdemos a habilidade de focar objetos próximos.

No início, as pessoas começam a segurar as coisas mais longe para poder focá-las. Isso se torna mais fácil de reparar quando chegamos por volta dos 45. Eventualmente, o cristalino não pode mais se mover e se torna mais ou menos permanentemente focado em uma distância fixa (que é diferente para cada pessoa).

Para corrigir isso, lentes bifocais são necessárias. As lentes bifocais são uma combinação de lentes inferiores para ver de perto (leitura) e a lentes superiores para ver a longas distâncias.

Percepção de profundidade

O olho usa três métodos para determinar a distância: O tamanho que um dado objeto tem na sua retina - se você tiver conhecimento do tamanho

de um objeto devido a uma experiência anterior, o seu cérebro pode medir a distância baseando-se no tamanho do objeto na sua retina.

Mudança de posição de objetos - quando mexe sua cabeça de um lado para o outro, os objetos próximos a você se movem rapidamente pela sua retina. Contudo, objetos distantes se

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movem muito pouco. Dessa maneira, o seu cérebro pode ter uma estimativa da distância de algo até você.

Visão estereoscópica - cada olho recebe uma imagem diferente de um objeto em sua retina devido ao fato de estarem separados por cerca de 5 cm. Isso é verdade principalmente quando um objeto está próximo aos seus olhos. Isso é menos útil quando objetos estão longe porque as imagens na retina se tornam mais parecidas de acordo com a distância que estão de seus olhos.

Cegueira

A cegueira legal costuma ser definida por uma acuidade visual menor do que 0,1 com lentes corretivas. Agora que já aprendeu sobre a anatomia do olho e como ele funciona, fica mais fácil entender como as seguintes condições podem levar à cegueira:

Catarata - esta é uma obstrução no cristalino que impede que a luz chegue até a retina. Fica mais comum com a idade, mas bebês também podem nascer com catarata. Conforme vai piorando, ela pode necessitar de cirurgia para remover o cristalino e colocar lentes intraoculares.

Glaucoma - se o humor aquoso não for drenado corretamente, a pressão no olho aumenta. Isso faz com que as células e fibras nervosas na parte posterior do olho morram. Ela pode ser tratada com medicamentos e cirurgia.

Retinopatia diabética - pessoas com diabete podem ter um bloqueio nos vasos sangüíneos, vazamento e cicatrização que pode levar à cegueira. Ela pode ser tratada com cirurgia a laser.

Degeneração macular - em algumas pessoas, a mácula (que é responsável pelo ajuste fino no centro de visão) pode se deteriorar com a idade devido a razões desconhecidas. Isso causa perda da visão central. Algumas vezes, a cirurgia a laser pode auxiliar no tratamento.

Trauma - trauma direto ou lesões químicos podem causar danos o bastante nos olhos para impedir a visão adequada.

Retinite pigmentosa - doença hereditária que causa uma degeneração da retina e pigmentação em excesso. Ela causa primeiro a cegueira noturna e então perda da visão periférica, que costuma progredir gradativamente até a cegueira total. Não há tratamentos conhecidos.

Tracoma - infecção causada por um organismo chamado Chlamydia trachomatis. É uma causa muito comum para a cegueira ao redor do mundo, mas rara nos EUA. Pode ser tratada com antibióticos

Há muitas outras causas para a cegueira, como a deficiência de vitamina A, tumores, derrames, doenças neurológiccas, outras infecções, doenças hereditárias e toxinas. Para mais informações, confira os links na próxima página.

Mais informações

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Mais links interessantes (em inglês) Eye Resources on the Internet  (Informações sobre os olhos na internet) National Institutes of Health: National Eye Institute  (Institutos Nacionais da Saúde: Instituto

Nacional do Olho) Gallery of Illusions  (Galeria das Ilusões) UC Davis: Neurological Eye Simulator  (Estimulador Neurológico dos Olhos)

Sobre o AutorCarl Bianco, M.D., é um médico de PS que trabalha no Dorchester General Hospital, em Cambridge, no estado de Maryland. O Dr. Bianco cursou a faculdade de medicina na Georgetown University School of Medicine e recebeu seu diploma não graduado da Georgetown University em enfermagem e pré-medicina.

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Completou estágio e residência em medicina de emergência no Akron City Hospital em Akron, no estado do Ohio.

O Dr. Bianco vive perto de Baltimore com sua mulher e dois filhos.

Produzindo coresA luz visível é aquela que os olhos humanos conseguem ver. Quando você olha para a luz visível do sol, ela parece não ter cor, o que chamamos debranco. E embora consigamos ver esta luz, o branco não é considerado como parte do espectro visível (figura 2). Isto acontece porque a luz não é de uma única cor ou freqüência. Pelo contrário, ela é feita de muitas freqüências de cores. Quando a luz do sol passa por um copo d'água, refletida no chão ou numa parede, vemos um arco-íris, o que não aconteceria se a luz branca não fosse uma mistura de todas as cores do espectro visível. Isaac Newton foi a primeira pessoa a demonstrar isto. Ele fez a luz do sol passar por um prisma de vidro para separar as cores num espectro de arco-íris, depois passou a luz por um segundo prisma de vidro e uniu os dois arco-íris. Esta união produziu luz branca, provando que ela é uma mistura de cores ou uma mistura de luzes de freqüências diferentes. A união de todas as cores do espectro visível produz uma luz branca ou sem cor.

Cores por adição: você pode fazer uma experiência parecida com três lanternas e três cores diferentes de celofane - vermelho, verde e azul (geralmente referidas como RGB, do inglês red, green e blue). Cubra uma lanterna com uma ou duas camadas de celofane vermelho e prenda-as com um elástico, não use muitas camadas, pois isto irá bloquear a luz da lanterna. Cubra a outra lanterna com o celofane azul e a terceira com o celofane verde. Vá pra uma sala escura, ligue as lanternas e faça-as refletir numa parede, de forma que fiquem sobrepostas, conforme mostrado na figura 3. Quando a luz vermelha e a azul estiverem sobrepostas, você verá a cor magenta. Quando a luz vermelha e a verde estiverem sobrepostas, você verá a cor amarela. Quando as luzes sobrepostas forem a verde e a azul, você verá a cor ciano. Você verá que a luz branca pode ser feita por várias combinações como amarelo e azul, magenta e verde, ciano e vermelho, e também misturando todas as cores.

Figura 3

Adicionando várias combinações de luz vermelha, verde e azul, você consegue produzir todas as cores do espectro visível. É assim que osmonitores dos computadores (monitores RGB) produzem as cores.

Cores por subtração: outra forma de produzir cores é absorver algumas das freqüências de luz e assim removê-las da união da luz branca. As cores absorvidas são as que você não verá; você verá apenas as cores que refletirão fortemente nos seus olhos. É isto o que acontece com as tintas e corantes. As moléculas de tinta ou de corante absorvem freqüências específicas e devolvem ou refletemoutras freqüências para os seus olhos. A(s) freqüência(s) refletida(s) é(são) o que você vê como sendo a(s) cor(es) do objeto. Por exemplo: as folhas de plantas verdes contêm um pigmento chamado de clorofila, que absorvem as cores azul e vermelho do espectro e refletem o verde.

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Neste artigo1. Introdução

2. Maneiras de pensar sobre a luz

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3. O que é a luz

4. Freqüências

5. Produzindo um fóton

6. Produzindo o calor

7. Produzindo cores

8. Tente você

9. Quando a luz atinge um objeto

10. Absorção

11. Reflexão

12. Dispersão

13. Refração

14. Os arco-íris nas bolhas de sabão

15. Mais informações

16. Veja todos os artigos sobreCiências naturais