UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ NÚCLEO DE TEORIA E...

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ

NÚCLEO DE TEORIA E PESQUISA DO COMPORTAMENTO

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM NEUROCIÊNCIAS E

COMPORTAMENTO

Yuzo Igarashi

AVALIAÇÃO DA DISCRIMINAÇÃO SUPRALIMIAR NA VISÃO DE CORES EM

HUMANOS PARA DETERMINAÇÃO DA FAIXA DE NORMALIDADE

Belém – PA

COMPORTAMENTO

ARÉA DE CONCENTRAÇÃO NEUROCIÊNCIAS E COMPORTAMENTO

Yuzo Igarashi

AVALIAÇÃO DA DISCRIMINAÇÃO SUPRALIMIAR NA VISÃO DE CORES PARA

DETERMINAÇÃO DA FAIXA DE NORMALIDADE

Trabalho de dissertação apresentado ao

Programa de Pós-Graduação em Neurociências e Comportamento da Universidade Federal do Pará como parte

dos requisitos para a obtenção do título de mestre.

Orientador: Prof. Dr. Givago da Silva

Co-Orientador: Prof. Dr. Paulo Roney

Kilpp Goulart

Belém – PA

COMPORTAMENTO

Yuzo Igarashi

AVALIAÇÃO DA DISCRIMINAÇÃO SUPRALIMIAR NA VISÃO DE CORES PARA

DETERMINAÇÃO DA FAIXA DE NORMALIDADE

Dissertação de mestrado apresentada ao Programa de Pós-graduação em Neurociências e

Comportamento da Universidade Federal do Pará, como requisito parcial para a obtenção do grau

de mestre em Neurociências e Comportamento.

Orientador: Prof. Dr. Givago da Silva Souza

Co-Orientador: Prof. Dr. Paulo Roney Kilpp Goulart

Banca avaliadora

_______________________________________________ Prof. Dr. Givago da Silva Souza (UFPA), Orientador

_______________________________________________ Prof. Dr. Paulo Roney Kilpp Goulart (UFPA), Coorientador

_______________________________________________ Profª. Drª. Mirella Telles Salgueiro Barboni, (USP), Membro Titular

_______________________________________________ Prof. Dr. Olavo de Faria Galvão (UFPA), Membro Titular

_______________________________________________ Prof. Dr. Ana Leda de Faria Brino (UFPA), Suplente

AGRADECIMENTOS

A minha família, que sempre me incentivaram aos estudos.

Ao meu orientador, Prof. Dr. Givago Souza pela paciência, dedicação, amizade e sempre estar

disposto a ensinar e estar próximo. Minha eterna gratidão e respeito.

Ao meu co-orientador Prof. Dr. Paulo Goulart pela compreensão, paciência e ensinamentos

valorosos.

Aos professores Carla Paracampo, Raquel , Eliã e Vivianni pela contribuição inestimável para a

construção desta pesquisa.

Aos meus amigos de laboratório, Letícia Miquilini , Raílson Salomão, Joyce Freitas e Felipe pelo

apoio e auxilio nessa jornada.

Aos amigos do PPGNC pelo apoio e conhecimentos divididos.

Aos amigos e voluntários que contribuíram com seu tempo para a realização dos testes.

Ao Programa de Pós-graduação em Neurociências e Comportamento aos seus respectivos

professores.

Aquele que for capaz de perder uma corrida sem culpar os outros pela sua derrota tem grande

possibilidade de algum dia ser bem-sucedido

Napolean Hill

RESUMO

A visão de cores enriquece e melhora a nossa experiência visual. A cor é uma experiênc ia

vinculada à composição espectral da luz que é captada pelos fotoceptores. Para avaliar a

sensibilidade cromática há inúmeros testes. Os estímulos pseudoisocromáticos são amplamente

utilizados para a identificação e a classificação das discromatopsias. O presente estudo objetiva

avaliar o desempenho de um teste de discriminação de cores em seres humanos supralimia res

para a identificação fenotípica da visão de cores. A amostra foi composta no total de 37

participantes saudáveis com idade que variou de 18 a 39 anos (27,49, ± 6,06 anos de idade), de

ambos os sexos (21 homens e 16 mulheres), 28,6% com grau de escolaridade ensino médio

completo e 71,4% com ensino superior completo. A amostra foi dividida em grupo de

Tricromatas (29 participantes) e o grupo de Discromatópsico (8 participantes). Para avaliar a

discriminação de cores supralimiar foram utilizados estímulos de mosaicos

pseudoisocromáticos com o campo circular de 6,5 graus de ângulo visual. O mosaico foi

composto por 450 círculos com 10 tamanhos que variavam linearmente entre 0,07 e 0,23 graus

de ângulo visual. Cada círculo do mosaico apresentava uma de 6 luminâncias linearmente

espaçadas entre 8 e 18 cd/m2. Cada mosaico continha um conjunto de círculos no centro do

estímulo que diferia do restante do mosaico pela cromaticidade, constituindo um alvo que

perceptualmente tinha o formato da letra C. O teste foi composto pela apresentação de mosaicos

cujo o alvo tinha cromaticidade em 20 diferentes eixos de cor distanciados da cromaticidade do

alvo por um vetor cromático com 0,06, 0,04, 0,03, 0,02, 0,01 e 0,005 unidades no diagrama do

CIE1976. Os resultados mostraram que a avaliação de discriminação de cores supralimia res

tem potencial de distinguir os dados obtidos a partir de participantes com tricromacia normal e

com discromatopsia congênita. O uso de estímulos com saturação entre 0,06 a 0,02 unidades

do diagrama do CIE1976 mostrou alta eficiência na identificação do fenótipo da visão de cores

dos participantes. Na análise de desempenho feito pela análise da curva ROC três condições de

saturação apresentaram o modelo perfeito na sensibilidade e especificidade.

Palavras chave: Psicofísica visual, Visão de cores, Discromatopsia, cores supralimiar.

ABSTRACT

Color vision enriches and enhances our visual experience. Color is a subjective experience

linked to the spectral composition of light that is captured by the photoceptors. To evaluate the

chromatic sensitivity there are numerous tests. Pseudo-isochromic stimuli are widely used for

the identification and classification of discromatopsy. The present study aims to evaluate the

performance of a supralimary color discrimination test for the phenotypic identification of color

vision. The sample consisted of a total of 37 healthy participants ranging in age from 18 to 39

years (27.49 ± 6.06 years of age), of both sexes (21 men and 16 women), 28.6% with degree of

complete secondary education and 71.4% with full tertiary education. The sample was divided

into a group of trichromats(29 participants) and the group of discromatopes (8 participants). To

evaluate the supralimary color discrimination, pseudo-isochromatic mosaic stimuli were used

with the circular field of 6.5 degrees of visual angle. The mosaic consisted of 450 circles with

10 sizes ranging linearly between 0.07 and 0.23 degrees of visual angle. Each circle of the

mosaic had one of 6 linearly spaced luminances between 8 and 18 cd / m2. Each mosaic

contained a set of circles in the center of the stimulus that differed from the rest of the mosaic

by the chromaticity, constituting a target that perceptually had the format of the letter C. The

test was composed by the presentation of mosaics whose target had chromaticity in 20 different

axes of color distances from the chromaticity of the target by a chromatic vector with 0.06,

0.04, 0.03, 0.02, 0.01 and 0.005 units in the CIE1976 diagram. The results showed that the

evaluation of supralimary color discrimination has the potential to distinguish the data obtained

from participants with normal trichromacy and congenital dyschromatopsia. The use of stimuli

with saturation between 0.06 and 0.02 units of the CIE1976 diagram showed high efficiency in

identifying participants' color vision phenotype. In the performance analysis performed by the

ROC curve analysis, three saturation conditions presented the perfect model in sensitivity and

specificity.

Keywords: Visual psychophysics, Color vision, Discromatopsy, supralimary colors.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 Espectro visível 15

Figura 2 Vias centrais da visão 17

Figura 3 Vias paralelas da visão 18

Figura 4 Representação da saturação (A), matiz (B) e brilho (C) 19

Figura 5 CIE XYZ – 1931 20

Figura 6 Diagrama de cromaticidade CIE1976 21

Figura 7 Representação da cor pela CIE1976 22

Figura 8 Linhas de confusão tritanotopia, deuteranotopia e protanotopia na

CIE1976

Figura 9 Curva ROC 32

Figura 10 Local de testagem dos participantes no Laboratório de Neurologia

Tropical do Núcleo de Medicina Tropical

Figura 11 Esquematização das etapas do procedimento experimental e suas

respectivas finalidades

Figura 12 Mosaico em formato de letra C 37

Figura 13 20 diferentes eixos cromáticos ao redor de uma cromaticidade central. 39

Figura 14 Caixa de resposta modelo CT6 40

Figura 15 20 diferentes eixos cromáticos ao redor de uma cromaticidade central

correlacionado com o ângulo e a cor

Figura 16 20 diferentes eixos cromáticos 42

Figura 17 Mosaicos em cada uma das 6 condições de saturação apresentadas no

teste de discriminação de cor supralimiar.

Figura 18 Elipses de discriminação de cores de 4 participantes do estudo 46

Figura 19 Resultado da avaliação de discriminação de cores supralimiares com

saturação de 0,06 unidades do diagrama do CIE1976

Figura 20 Distribuição de frequência da magnitude do erro na tarefa de

discriminação de cores com saturação de 0,06 unidades do diagrama

do CIE1976 dos participantes do fenótipo tricromata

do CIE1976 dos participantes dicromatas

Figura 37 distribuições cumulativas dos resultados de erro na tarefa de

discriminação de cor com saturação de 0,06 unidades no espaço de cor

do CIE1976

Figura 38 Curva ROC para os valores de erro na tarefa de discriminação de cor

com saturação de 0,06 unidades no espaço de cor do CIE1976

do CIE1976

discriminação de cor com saturação de 0,005 unidades no espaço de

cor do CIE1976

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 Cores criadas com o vetor cromático R, G, B 22

Tabela 2 Tamanho da elipse em seu menor e maior eixo dividido entre os grupos

tricromatas e dicromatas

Tabela 3 Faixas de valor de erro apresentado pelos participantes para as seis

diferentes condições de discriminação de cor dos participantes

tricromatas normais e dicromatas congênitos

Tabela 4 Diferença entre o mínimo e máximo na magnitude do erro (%) nos

tricromatas e discromatópsicos para as seis diferentes condições de

discriminação de cor dos participantes tricromatas normais e

dicromatas congênitos

Tabela 5 Resultados da análise ROC 76

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 15

1.1. FISIOLOGIA DA VISÃO DE CORES........................................................................... 15

1.2. COR NO ASPECTO PERCEPTUAL ............................................................................. 19

1.3. ESPAÇO DE COR .......................................................................................................... 20

1.4. TESTES PSICOFISICOS PARA A AVALIAÇÃO DA VISÃO DE CORES ............... 24

2. OBJETIVOS .................................................................................................................... 34

2.1. OBJETIVO GERAL ........................................................................................................ 34

2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS .......................................................................................... 34

3. MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................................................ 35

3.1. ASPECTOS ÉTICOS ...................................................................................................... 35

3.2. PARTICIPANTES........................................................................................................... 35

3.3. LOCAL DOS EXPERIMENTOS.................................................................................... 35

3.4. PROCEDIMENTOS ........................................................................................................ 36

3.4.1.AVALIAÇÃO DA ACUIDADE VISUAL ..................................................................... 36

3.4.2. AVALIAÇÃO DA VISÃO DE CORES ........................................................................ 37

3.5. ANALISE DE DADOS .................................................................................................. 45

4. RESULTADOS .............................................................................................................. 46

4.1. CARACTERIZAÇÃO FENOTÍPICA DA VISÃO DE CORES DOS

PARTICIPANTES DO ESTUDO ATRAVÉS DO CAMBRIDGE COLOUR TEST ............. 46

PARTICIPANTES DO ESTUDO ATRAVÉS DO TESTE SUPRALIMIAR DE CORES NAS

6 CONDIÇÕES DE SATURAÇÃO......................................................................................... 48

5. DISCUSSÃO ................................................................................................................... 79

6. CONCLUSÃO ................................................................................................................ 83

7. REFERÊNCIAS ............................................................................................................. 84

APÊNDICES E ANEXOS.......................................................................................................87

INTRODUÇÃO

1.1. FISIOLOGIA DA VISÃO DE CORES

A visão de cores enriquece e melhora a nossa experiência visual. A cor é uma

experiência vinculada à composição espectral da luz que é captada pelos fotoceptores. A luz

visível ao olho humano ocupa uma pequena parte do espectro eletromagnético, compreendendo

as ondas entre 400 nm e 700 nm (Kandel, Schwartz, & Jessell, 2003) como mostra a Figura 1.

A visão de cores requer que as respostas dos fotorreceptores sensíveis a diferentes

comprimentos de ondas sejam de algum modo comparadas entre si (Schwartz, 1994; Guyton &

Hall, 2006). Em humanos os fotorreceptores, chamados de cones, são a base para a visão de

cores. Estes cones são divididos em três tipos de acordo com a sensibilidade ao comprimento

de onda (Wachtler, Dohrmann & Hertel, 2004). Há os cones sensíveis a comprimento de onda

curto denominado cone S (do inglês short wavelength). Os cones sensíveis a comprimento de

onda médio são chamados de cones M (do inglês medium wavelength) e os cones sensíveis a

comprimento de onda longo são chamados de cones L (do inglês long wavelength) ( Lee, 2011).

Porém, a interpretação das cores não depende estritamente da composição espectral da luz que

estimula os cones e forma a sua imagem retiniana. Objetos que retornam exatamente o mesmo

espectro de comprimento de onda podem parecer de cor diferente dependendo do fundo em que

é colocado. Além desse fenômeno também há casos em que objetos que retornam diferentes

espectros ao olho podem parecer da mesma cor (Kandel, Schwartz, & Jessell, 2003; Purves et

al., 2010)

Figura 1. Espectro visível. Fonte: http://blog.droneng.com.br/sensoriamento-remoto-

com-vant-e-cameras-multiespectrais.

O tricromata normal1 para visualizar essa gama de mistura de cores necessita de um

complexo processamento neurofisiológico, cuja compreensão requer a descrição previa de

alguns tópicos importantes que serão apresentados a seguir (Kandel, Schwartz, Jessell, &

Siegelbaum, 2014).

A neurofisiologia da visão inicia na captação dos estímulos pelos fotorreceptores. A

retina humana possui dois tipos de fotorreceptores (Lee, 2011). São chamados de cones os

fotorreceptores que preponderantemente são responsáveis pela visão diurna e de bastonetes, os

que preponderantemente são responsáveis pela visão noturna. Os bastonetes são mais sensíve is

à luz tendo a sua maior atuação em ambiente de luz fraca. Tal desempenho dos bastonetes para

a absorção de luz se deve à maior quantidade de pigmento visual fotossensível e capacidade de

amplificar os sinais luminosos mais do que os cones (Kandel et al., 2014). Os bastonetes ainda

têm um suporte de fortalecimento dos sinais por um sistema convergente, ou seja, muitos

bastonetes estabelecem sinapses com o mesmo interneurônio-alvo. Os cones por sua vez são

menos sensíveis para a absorção de fótons e são responsáveis pela visão de cores. Porém, os

1 Tem a percepção de cores a partir da presença dos três tipos de cone com funcionamento normal.

cones têm melhor desempenho na maioria das tarefas visuais, maior precisão e melhor

resolução temporal (Kandel et al., 2014).

O sinal neural gerado a partir dos estímulos captados pelos fotorreceptores é enviado

para as células ganglionares através das células bipolares. Os axônios das células ganglionares

formam o nervo óptico que se destina até o núcleo geniculado lateral (NGL). Há dois tipos

principais de células ganglionares em relação a suas respostas a um ponto luminoso aplicado

ao centro de seus campos receptivos: células ON e células OFF. Em situações em que a

intensidade da luz é subitamente aumentada, as células ON disparam mais rapidamente e as

células OFF disparam mais lentamente ou cessam os seus disparos. Quando a intensidade da

luz é diminuída, ocorre o inverso (Purves et al., 2010; Lee, 2011).

As células ganglionares são também divididas em três principais classes, Magno (M),

Parvo (P) e Konio (K) (Kulikowski, Robson, & Murray, 2002). As células M têm grandes

campos receptivos maiores que os das células P, conduzem potenciais de ação mais rapidamente

e são mais sensíveis a estímulos com baixo contraste de luminância e apresentam baixa

sensibilidade ao contraste de cor verde-vermelho (Purves et al., 2010). As células P são ligadas

à construção da percepção da cor, especialmente as do contraste verde-vermelho (Souza,

Lacerda, Silveira, Araujo, & Silveria, 2013). Elas são bastante sensíveis para o contraste verde-

vermelho e pouco sensíveis para o contraste de luminância (Bear, Connors, & Paradiso, 2002).

As células K conduzem os sinais relativos as informações dos cones S que são sensíveis aos

contrastes azul-amarelo (Kulikowski et al., 2002; Xiao, 2014).

Na continuação do trajeto, os axônios das células ganglionares deixam a retina e se unem

formando o nervo óptico. Por sua vez, os axônios do nervo óptico percorrem uma via direta até

o quiasma óptico. Após o quiasma óptico, os axônios das células ganglionares de cada lado

formam o trato óptico. Do trato óptico há várias vias com destinos nas estruturas no diencéfa lo

e mesencéfalo. A principal via é a retinogeniculoestriada ou também chamada de via visual

primária. A segunda conexão importante é com uma região denominada pré-tecto que medeia

os reflexos pupilares. Uma terceira via se estende até o colículo superior a qual é responsável

por controlar os movimentos oculares (Figura 2) (Purves et al., 2010).

Figura 2. Vias centrais da visão. Fonte: (Purves et al., 2010)

O NGL é o principal alvo do trato óptico. Cada NGL é dividido em seis camadas e

recebe informações de ambos os olhos. O NGL direito estabelece conexões com os axônios do

olho direito nas camadas 2, 3 e 5; e conexões do olho esquerdo nas camadas 1, 4 e 6 (Bear,

Connors, & Paradiso, 2002). O NGL exerce a retransmissão das informações visuais do trato

óptico para o córtex visual por meio da radiação óptica. Uma outra função importante é a de

controlar o quanto do sinal é permitido passar ao córtex. Este mesmo núcleo pode ser dividido

em camadas magnocelulares (camadas 1 e 2) e camadas parvocelulares (camadas de 3 a 6)

(Purves et al., 2010). O Sistema magnocelular fornece uma via de condução rápida para o córtex

visual, transmitindo apenas informações em preto e branco. As fibras parvocelulares por sua

vez transmitem as informações sobre cores e informações espaciais em uma velocidade

moderada (Guyton & Hall, 2006).

Seguindo o trajeto, a partir do NGL, as informações que saíram da camadas de células

ganglionares retinianas continuam sendo transmitidas de forma segregada nas vias de

processamento chamadas vias M (de magnocelular), P (de parvocelular) e K (de koniocelula r)

(Figura 3) (Kulikowski et al., 2002). A via M segue para o cortex visual na camada 4Cα, a via

P segue para a camada 4Cß e a via K segue para a camada 4A (Xiao, 2014).

Figura 3. Vias paralelas da visão. Fonte: (Xiao, 2014)

1.2. COR NO ASPECTO PERCEPTUAL

Helmhotz estipulou que a cor possui três características que definem a sua representação

e reprodução, que são a saturação, o matiz e a intensidade. O matiz é a cor propriamente dita,

ou seja, que define a sua identidade e é definido pelo seu comprimento de onda. A saturação ou

croma significa o quanto uma cor não está diluída pela luz branca, ou seja, é a intensidade de

um dado matiz ou o grau de pureza da cor. A intensidade também chamada por brilho, valor ou

luminosidade determina a intensidade de luz que uma superfície tem a capacidade de refletir ou

uma fonte luminosa de emitir, ou seja, o quanto que a cor está mais próxima do claro ou escuro

(Conci, Azevedo, & Leta, 2008; Guimarães, 2004). A Comissão Internacional de Iluminação

(do francês Commission Internationale de l'Éclairage, CIE) define o matiz como “atributo de

uma percepção visual segundo a qual uma área parece ser semelhante a uma das cores:

vermelho, amarelo, verde e azul”. A saturação como “pureza de uma cor em proporção ao seu

brilho” e a intensidade como “atributo de uma percepção visual segundo a qual uma área parece

emitir, ou refletir, mais ou menos luz” (CIE, 2014). Para entender esses conceitos de forma

prática, a Figura 4 mostra como essas características podem ser distribuídas nas suas variações.

A combinação dos termos matiz e a saturação chama-se de cromaticidade. Então uma cor pode

ser caracterizada por seu brilho e sua cromaticidade (Gonzalez & Woods, 2010).

Figura 4. Representação da saturação (A), matiz (B) e brilho (C). Fonte:https://helpx.adobe.com/content/dam/help/en/photoshop-elements/using/color/jcrcon

tent/main-pars/image0/uchsbview.png

1.3. ESPAÇO DE COR

O objetivo de um espaço de cores, conhecido também como modelo de cores ou sistema

de cores, é facilitar uma padronização de especificação das cores (Gonzalez & Woods, 2010).

Essa padronização ocorre em um espaço de funções que representam distribuições espectrais.

A especificação da cor se dá através de um sistema tridimensional de coordenadas, onde cada

eixo refere-se a uma cor primária. Com essas coordenadas as cores podem ser visualizadas

utilizando determinado modelo de cor. Porém para construir as variadas cores deve-se derivar

de um espaço espectral de diversos comprimentos de onda, ou seja, o espaço de cores é uma

padronização específica usado para descrever cada cor a partir de um modelo matemático. Uma

das padronizações mais aceitas é a da CIE (Gomes & Velho, 2003; Gonzalez & Woods, 2010).

Quando se adentra na área de avaliação da visão de cores há um padrão para geração

dos estímulos que serão apresentados aos indivíduos. Foi estabelecido pela CIE um padrão de

especificação de cor denominado diagrama de cromaticidade. Este diagrama representa as cores

puras e cores misturadas que são delimitadas a partir de coordenadas. A representação de cor

consiste de um espaço de cor cuja base de cores é definida pelas cores primárias no

comprimento de onda de 700 nm para cor vermelha, 546 nm para a cor verde e 435,8 nm para

a cor azul. Nascendo assim o sistema baseado nessas três cores primárias o CIE-RGB. Porém

observou-se que o sistema CIE-RGB não reconstrói todas as cores visíveis de forma aditiva

(Gomes & Velho, 2003). Foi então desenvolvido o sistema CIE-XYZ em 1931 conforme a

Figura 5 (Feitosa-santana et al., 2006; Gomes & Velho, 2003). Esse sistema utiliza as

quantidades de cores primárias (chamadas de X, Y e Z) necessárias para formar qualquer cor

em particular (Gonzalez & Woods, 2010).

Figura 5. CIE XYZ – 1931. Fonte: https://commons.wikimedia.o r g/wiki/File:CIExy1931.png

As cores são organizadas de acordo com seu comprimento de onda onde o grau de

saturação aumenta do centro até as bordas do diagrama. Porém, o CIE1931 apresentava

limitações. Uma delas é a proximidade ou distanciamento de algumas cores a qual dificultava

a visualização de suas diferenças (Feitosa-santana et al., 2006). Para resolver essa questão foi

desenvolvido o CIE1976, que corrigiu esse problema desenvolvendo espaços perceptualmente

mais uniformes entre as cores no diagrama de cromaticidade. Com isso, as diferenças entre as

coordenadas correspondem aproximadamente as mesmas diferenças de cores perceptíveis. As

coordenadas são feitas através de u’ e v’. A figura 6 mostra o diagrama de cromaticidade

CIE1976 . Outra diferença é a alteração da cor como mostra a Figura 7 onde percebe-se em três

situações diferentes. Em (a) mostrando diferença na cor mesmo possuindo a mesma matiz e

grau de saturação porém com luminosidade diferente. Em “(b)” apresenta a mesma

luminosidade e saturação porém com diferença na matiz e “(c)” com a mesma luminosidade

mesma matiz porem com saturação diferente (Melchiades & Boschi, 1999).

Figura 6. Diagrama de cromaticidade CIE1976. Fonte: https://www.konicaminolta.com/inst ruments/knowledge/color/part4/img/img_09-1.jpg

Figura 7. Representação da cor pela CIE1976. Fonte: adaptado de Melchiades, Boschi (1999)

No século XVIII, Thomas Young introduziu a teoria tricromática. Baseava-se que na

retina seria necessário apenas três tipos de receptores com sensibilidades para diferentes

comprimentos de onda. Posteriormente Herman Von Helmholtz formulou um modelo

tricromático de percepção de cores. Esse modelo estabelece que o sistema de processamento de

cor do olho humano ocorre por uma amostragem no processamento de três pontos distintos do

espectro visível, sendo realizado por fotoceptores L (Vermelho), M (Verde) e S (Azul). Assim,

todas as cores que podem ser vistas pelo olho humano são uma combinação de diferentes

proporções dos três fotoceptores. Pode-se descrever então a cor como um vetor cromático

derivado de três componentes R (vermelho), G (verde) e B (azul), que são designadas pelas

iniciais em inglês, como mostra a Tabela 1 (Conci et al., 2008; Gomes & Velho, 2003).

Tabela 1. Cores criadas com o vetor cromático R, G, B

COR R (%) G (%) B (%)

Vermelho puro 100 0 0

Azul puro 0 0 100

Amarelo 100 100 0

Laranja 100 50 0

Verde musgo 0 25 0

Cinza 50 50 50

Fonte: Adaptado de (Conci et al., 2008)

No entanto, essa teoria não explicava todos os fenômenos cromáticos, tal comocComo

a razão de algumas combinações de cores não serem possíveis de visualizar (exemplo, “verdes

avermelhados"). Então o fisiologista alemão Ewald Hering propôs a teoria de oponência das

cores. Essa teoria consistia na existência de três canais independentes de cores oponentes,

mutuamente inibitórios. Então a experiência da cor resultaria do processamento das cores pelo

sistema visual em pares opostos. A oponência das cores ocorre no vermelho-verde, azul-

amarelo e branco-preto (Bruni & Cruz, 2006; Feitosa-santana et al., 2006).

1.4. TESTES PSICOFISICOS PARA A AVALIAÇÃO DA VISÃO DE CORES

Em 1824, o matemático Herbart introduziu o uso da matemática para lidar com

conceitos psicológicos e o conceito de limiar. Ele define o limiar como eventos mentais

suficientemente intensos para serem conscientemente perceptíveis. Mais tarde na segunda

metade do século XIX, Fechner, propõe uma alternativa de acesso a dados privados, comumente

chamados “psíquicos”, que corresponde a uma relação do participante com as suas sensações e

o meio em que vive. Essa alternativa corresponde a um método de medidas indiretas de

sucessivos limiares diferenciais, chamado de Teste psicofísico. O objetivo principal da

metodologia psicofísica é oferecer meios objetivos de acessar e quantificar dados de percepção

sensorial, a partir de estímulos oferecidos ao participante pelo pesquisador. Podendo ser

quantificado a percepção, o trabalho científico adquire maior confiabilidade, com a

possibilidade de análise estatística e possível replicação por outros pesquisadores (Longhi &

Costa, 2011; Pasquali, 1996).

Outra definição apresentada por Lima, Gomes, Ventura e Silveira (2011) coloca que os

métodos psicofísicos podem ser entendidos como o procedimento que propõe uma abordagem

matemática da relação entre os componentes psicológicos internos da informação sensorial de

um indivíduo e os componentes físicos dos estímulos externos extraindo a mensuração das

respostas sensoriais. Por conseguinte, o pesquisador conseguirá obter um dado quantitativo da

percepção do participante avaliado. A vantagem do método psicofísico é realizar meios não

invasivos de caracterização da resposta visual, permitindo ao pesquisador obter informações

isoladas de suas propriedades como movimento, cor, forma, textura. Para isso tanto quanto a

escolha do estímulo ideal aplicado no estudo de uma característica da visão, é de suma

importância como também a escolha do método psicofísico que mais se enquadre à pergunta

experimental a ser respondida.

Correlacionando os conceitos acima com a perspectiva analítico-comportamental é

necessário ressaltar que a origem e a linguagem da psicofísica estão atreladas a confusões

conceituais duradouras nas ciências da cognição, da percepção, do comportamento e do cérebro,

que se manifestam frequentemente na atribuição de características do sujeito a partes do seu

sistema nervoso, de status causal e/ou natureza especial a eventos internos (Bennett & Hacker,

2003; Holth, 2001; Moore, 2001).

Muitos destas confusões conceituais podem ser evitadas se o cientista limitar-se à

descrição de relações funcionais entre eventos objetivamente observados e manipulados em sua

pesquisa, ao invés de lançar mão de construtos hipotéticos ou processos infer idos

remanescentes do pensamento dualista (Donahoe & Palmer, 2004; Skinner, 1974). Eventos

subjetivos são tratados na perspectiva analítico-comportamental sob a rubrica “eventos

privados”, que nada mais são que aqueles eventos que só podem ser acessados em primeira

pessoa. A caracterização de eventos subjetivos como internos implica em erro conceitual, na

medida em que não há sentido em afirmar que a experiência sensorial, por exemplo, tem lugar

dentro do indivíduo; trata-se de uma parcela da atividade que ocorre no indivíduo e que somente

é observável por ele (Tourinho, 2006). Então, de um ponto de vista analítico-comportamenta l,

a relação que se pode seguramente estabelecer nos experimentos psicofísicos, sem apelar para

construtos hipotéticos, seria entre uma determinado classe de eventos ambientais (estímulos) e

uma determinada classe de respostas do organismo, que podem ser publicamente observados e

quantificados, em terceira pessoa (Rachlin, 1994).

O método psicofísico na presente pesquisa tem como um dos componentes de estudo a

discromatopsia. O termo discromatopsia (dis=distúrbio; cromos=cor; opsis=olho) se refere a

todo e qualquer distúrbio cromático (Fernandes & de Ventura Urbano, 2008). O portador da

discromatopsia é denominado dicromata. Denominado também de anomalia congênita ou

adquirida da percepção das cores e conhecido popularmente como daltonismo. A congênita é

classificada em tricromatismo anômalo2, dicromatismo3 e monocromatismo4. No dicromatismo

ou dicromata, é classificado de acordo com a disfunção do cone. Para a disfunção do cone L é

denominada de protanotopia (linha de confusão para a cor vermelha), para o cone M é

denominado deuteranotopia (linha de confusão para a cor verde) e para o cone S é denominado

de tritanotopia (linha de confusão para a cor azul). A protanotopia e deuteranotopia são as mais

comuns em humanos (Bruni & Cruz, 2006). As discromatopsias congênitas do tipo protan e

deutan tem causa genética e são recessivas ligadas ao cromossomo X, por esse motivo é maior

na população masculina (Fernandes & de Ventura Urbano, 2008). No Brasil, não há dados

exatos sobre o número de portadores de disfunção na visão de cores. O Instituto Brasileiro de

Geografia e Estatística, no Censo de 2010, relata que 3,6 % da população declararam ter algum

tipo de deficiência visual, porém sem especificar o tipo de deficiência (IBGE, 2010). Na

população em geral, estima-se que as discromatopsias congênitas atingem 6% a 10% dos

homens e 0,4% a 0,7% das mulheres (Melo, Eduardo, & Galon, 2014).

Em relação à discromatopsia adquirida, sabe-se que as principais causas são alguns

tratamentos medicamentosos, atividades laborais que tenham exposição a neurotóxicos

químicos como solventes orgânicos e metais (Berezovsky, Cavascan, & Salomão, 2007). A

discromatopsia também pode surgir em algumas lesões como catarata, degenerações maculares,

2 Percebe a luz branca através de proporções anômalas de cones vermelho, verde e azul. 3 Possui apenas dois tipos de cones não percebendo uma das três cores. 4 Disfunção nos três cones.

degeneração do epitélio pigmentado, maculopatias inflamatórias ou tóxicas e vasculopatias; nas

lesões receptorais como degeneração dos cones (doença de Stargardt), lesões dos bastonetes e

lesões pós receptorais como neurite óptica, doença de Leber, atrofia óptica, neuropatias de

origem tóxica medicamentosa e no glaucoma (Kjaer, Salomão, Belfort, & Colella, 2000).

Para entendermos um pouco mais sobre o método psicofísico utilizado na pesquisa é

necessário estar ciente do conceito de limiar absoluto e limiar diferencial. O limiar absoluto é

a quantidade de estímulo que pode ser detectada conscientemente pelo organismo. Porém como

essa quantidade pode variar entre indivíduos, este limiar é definido então quando o organismo

consegue detectar esse estímulo na metade de suas tentativas, ou seja, se for mostrada dez vezes ,

o organismo deve perceber esse estímulo pelo menos em 5 tentativas. Todo estímulo acima

desse limite é denominado supralimiar. O limiar diferencial pode ser definido como a

quantidade de estímulo suficiente para que a distância seja perceptível entre um determinado

estímulo e outro para que possa ser percebido como maior ou menor, ou seja, quanto um

estímulo deve mudar para que seja detectada essa mudança (Da Silva & Rozestraten, s.d.; Lima,

Gomes, Ventura & Silveira, 2011).

Os testes psicofísicos na visão de cores podem ser classificados em quatro subgrupos :

figuras pseudoisocromáticas, teste de ordenamento, testes de equivalência de cores e teste de

nomeação de cores (Dain, 2004). Os testes da presente pesquisa são baseados nas figuras

pseudoisocromáticas.

Os testes de figuras pseudoisocromáticas são amplamente utilizados e têm indicação

para as avaliações gerais cuja finalidade é a identificação e a classificação das discromatops ias.

Esta modalidade possui muitas variantes onde geralmente, um objeto delineado por uma

diferença de cores, com um fundo de igual reflectância de luminosidade, onde a configuração

de alvo e fundo são somente diferenciados pela cromaticidade (qualidade da cor). O objeto pode

ser um número, uma letra, um padrão a ser traçado, um símbolo ou um optótipo, como o C de

Landolt ou o E para analfabetos (Bruni & Cruz, 2006). Dentro desta modalidade, os mais

conhecidos são o teste de Ishihara, Pranchas Pseudoisocromáticas da American Optical Hardy-

Rand-Rittler, Pranchas Pseudoisocromáticas Standard e teste CVTME (Colour Vision Testing

Made Easy) (Dain, 2004).

Além destes, foi desenvolvido um teste psicofísico chamado de Cambridge Colour Test

(CCT) que é baseado na configuração pseudoisocromática usando um computador. O CCT é

um teste computadorizado com a vantagem de permitir o ajuste da diferença de cromaticidade

entre o alvo e o fundo, de acordo com a performance do indivíduo examinado. O teste

computadorizado oferece a vantagem de possibilitar ajustar a dificuldade dependendo do

desempenho do paciente, bem como aleatorizar as placas para evitar que o paciente veja as

placas previamente visualizadas. A determinação do limiar é obtida com o método de escada,

ou seja, o ajuste da diferença de cromaticidade entre o alvo e o fundo pode diminuir e aumentar

mudando de acordo com o desempenho do participante. Nestes testes, para garantir que a

detecção do estímulo se baseie puramente na discriminação cromática e não na diferença de

luminância, utiliza-se o mascaramento de luminância aleatório. Este mascaramento ocorre

independentemente de qualquer diferença cromática entre a figura e o fundo e são distintos na

configuração de seus estímulos. Estes testes são utilizados para verificar o limiar no qual o

participante possui a capacidade de distinguir as cores entre o alvo e fundo (Farias, 2015;

Seshadri et al., 2005).

O resultado do teste também pode determinar a linha de confusão quando o participante

apresenta algum grau de discromatopsia. O teste pode ser seletivo para a variação nas linhas de

cromaticidade de um tipo de cone. Essa linha apresenta um tom de cor que é detectada por um

tipo de cone ou a mistura de cones. Podemos por exemplo não variar na linha dos cones M e L

e variar apenas na linha de S. Então quem não possui cones de comprimento de onda curto

confundirá as cromaticidades nessa linha ou direção. Essa linha é chamada de “linha de

confusão de tritanope”, pois a pessoa que não possui os cones S não conseguirá distinguir as

cores, nesse caso o azul. A partir disso sabemos então que o ângulo de erro desse participante

será preponderantemente para os ângulos que representam a cor azul. Então na tritanotop ia,

deuteranotopia ou protanotopia irá confundir as cromaticidades ao longo das linhas de confusão

de comprimento nos cones S (tritan), M (deutan) ou L (protan), respectivamente, conforme

mostra a Figura 8 que apresenta o diagrama de cromaticidade CIE1976 (Hasrod & Rubin,

2015).

Figura 8. Linhas de confusão tritanotopia, deuteranotopia e protanotopia na CIE1976. Fonte: (Costa, Goulart, Barboni, & Ventura, 2016)

Outro teste muito utilizado é o Teste de Ishihara. A sua primeira versão foi em 1917.

Esse teste possui a versão de 14, 24 e 38 pranchas. Cada prancha possui uma sensibilidade de

85 a 95 % para detecção de discromatopsia. O teste completo possui uma sensibilidade próxima

a 100%. O teste tem placas para identificar as deficiências para o vermelho e verde não sendo

sensível para deficiências para o azul. Porém o teste não consegue mensurar a gravidade da

deficiência com fidedignidade (Melo et al., 2014). Há ainda uma possibilidade de falha no

diagnóstico para discromatopsia moderada. Necessitando assim de uma associação com outros

testes para um diagnóstico mais preciso. As autoras destacam ainda que quando há a

necessidade da caracterização do tipo e intensidade da discromatopsia deve-se realizar outros

testes (Fernandes & de Ventura Urbano, 2008).

Um outro teste muito utilizado é o teste de 100 Matizes de Farnsworth-Munse ll

(FM100). Esse teste possui 85 peças que diferem somente no tom, sendo o brilho e saturação

constantes. As peças são divididas em 4 caixas, e cada uma contém duas cores fixas no início e

no fim como referência. O participante tem que ordenar essas peças colocando na sequência

correta dos tons baseado nas cores fixas de referência. Cada olho é testado individualmente a

sua capacidade de discriminar as cores. O resultado do teste baseia-se no escore de erros. Esse

escore é definido proporcionalmente à distância entre a ordenação feita pelo sujeito e a posição

correta da peça. Após ser calculado o escore individual da peça numerada, é transferido para

um diagrama onde cada raio representa o total do número de erros. Sendo o raio

proporcionalmente maior quanto maior for o erro. O resultado deste diagrama pode classificar

o indivíduo na deficiência do tipo protan, deutan ou tritan (Bruni & Cruz, 2006; Lacerda,

Ventura, & Silveira, 2011; Lima et al., 2011). Porém, este teste apresenta alguns pontos

negativos, como ser longo e dependente do entendimento do participante (Bruni & Cruz, 2006).

Pode apresentar falso positivo pois pode apresentar resultados alterados em pessoas que não

possuem nenhum tipo de alteração na visão de cores e em pessoas que possuem a alteração ,

esse teste não classifica o grau de dificuldade na discriminação de cores (Lima et al., 2011).

Não identifica dificuldades leves e a repetição do teste pode levar a uma mudança na magnitude

do erro (Iregren, Andersson, & Nyle, 2002).

Conforme visto, há vários testes de discriminação de cores sendo utilizados e

aperfeiçoados. Tais testes têm sido usados para o diagnóstico de perdas congênitas e adquiridas

da visão de cores. Eles se baseiam em tarefa de estimativa de limiares, que consome muito

tempo para realização. Para alguns testes, como o já discutido Teste de Ishihara, são necessários

a realização de outros quando a discromatopsia é de leve a moderada. De uma forma geral os

testes atuais são de longa duração e dependentes da compreensão do participante e passíveis de

alteração do resultado com a repetição. Outros testes como os computadorizados são de custo

alto. Com a presente pesquisa, tem-se como um dos objetivos futuros poder desenvolver um

teste de baixo custo e de curto tempo (estimando chegar apenas a 6 minutos de duração). O

teste também será de fácil interpretação e fácil aplicação. Ratifica-se que o produto final não é

o produto da presente pesquisa. Tem-se como hipótese que a avaliação com estímulos

supralimiares é suficiente para determinar o diagnóstico da discromatopsia assim como o seu

tipo e a magnitude da disfunção. O estudo se torna relevante pela aplicabilidade em inúmeros

fatores que causam alteração de visão de cores a qual pode interferir em tarefas laborais e

cotidianas do indivíduo acometido.

No ponto de vista do cotidiano, uma pesquisa realizada por Melo, Galon e Fontanella

(2014), apresentou as dificuldades encontradas pelos discromatópsicos. Eles relataram que é

importante o diagnóstico precoce feito por um profissional, pois a maioria deles tiveram um

diagnóstico “informal” (informativos na internet, professores ou pais). A importância de um

diagnóstico específico é para entender as suas dificuldades e poder proporcionar uma melhor

adaptação, inclusive na escola. As dificuldades maiores relatadas foram em relação ao material

didático ou com práticas de ensino, dificuldades de relacionamento com colegas e dificulda des

com professores.

Considerando que os testes atuais possuem pontos de desvantagem para a realidade da

região em relação a custos, outros de complicada execução e compreensão, alguns que

consomem bastante tempo para realizar todo o teste ou outros de baixa sensibilidade ao

diagnóstico do tipo de discromatopsia, novos testes devem consistir em investigar a perda de

visão de cores de forma mais barata e com curto tempo de duração para detectar, precocemente,

pessoas com dificuldade visual em cores. Assim, estes testes devem ter seu desempenho

avaliado quanto à sensibilidade e especificidade de identificar a deficiência ou a normalidade.

Para isso, pode ser usado a análise das curvas de características de operação do receptor (Curvas

ROC- Receiver Operating Characteristic) devido o seu valor na avaliação de classificadores e

à sua ampla utilização dentro da psicologia para avaliar se um indivíduo distingue ou não entre

um estímulo e não estímulo. Isso permite a introdução de dois conceitos: o verdadeiro posit ivo

e falso positivo. No gráfico da curva ROC no eixo Y, colocam-se os valores do verdadeiro

positivo, ou chamado de sensibilidade, isto é, corresponde à proporção de positivos

identificados corretamente. No eixo X, colocam-se os valores do falso positivo, ou chamado de

especificidade, isto é, corresponde à proporção de negativos identificados corretamente. A

classificação do desempenho na curva ROC é baseado na linha diagonal ascendente (do ponto

0,0 ao 1,1). Dentro desse modelo, destacam-se quatro pontos principais. No ponto 0,0 nunca

classifica um exemplo como positivo, ou seja, este modelo não apresenta nenhum falso positivo,

mas também não conseguem classificar nenhum verdadeiro positivo. No ponto 1,1 sempre

classifica um novo exemplo como positivo, ou seja, apresenta uma alta sensibilidade mas baixa

especificidade. No ponto 0,1 representa o modelo perfeito, pois há a correta detecção dos

reultados positivos e negativos. E o ponto 1,0 representa o modelo que sempre erra na

classificação (Braga, 2000; Prati, Batista, & Monard, 2008). O resumo da curva ROC é

mostrado na Figura 9.

Figura 9. Curva ROC . Fonte: Acervo pessoal.

2. OBJETIVOS

2.1. OBJETIVO GERAL

Avaliar o desempenho de um teste de discriminação de cores supralimiares para a

identificação fenotípica da visão de cores.

2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS

- Investigar a magnitude do erro obtido em testes de discriminação supralimiar de cor com

diversas diferenças de saturação entre o alvo e o fundo do estímulo nos participantes dos grupos

tricromatas e discromatópsicos

- Estimar uma faixa de referência para a magnitude do erro de discriminação supralimiar de cor

nos participantes dos grupos tricromatas e discromatópsicos

- Aplicar análise de desempenho de classificador para os resultados obtidos.

- Sugerir qual deve ser a saturação que melhor poderia ser usada para o estabelecimento de um

método rápido e barato para determinação fenotípica da visão de cores humana.

3. MATERIAIS E MÉTODOS

3.1. ASPECTOS ÉTICOS

A execução do presente estudo foi aprovada pelo comitê de ética em pesquisa com seres

humanos do Núcleo de Medicina Tropical da Universidade Federal do Pará correspondente ao

protocolo 2.274.540 – CEP/NMT (Anexo A)

3.2. PARTICIPANTES

A amostra foi composta de 37 participantes saudáveis, com idade que variou de 18 a 39

anos (27,49, ± 6,06 anos de idade), de ambos os sexos (21 homens e 16 mulheres), 28,6% com

grau de escolaridade ensino médio completo e 71,4% com ensino superior completo. A amostra

foi dividida em grupo de Tricromatas (29 participantes) e o grupo de Discromatópsico (8

participantes) a partir do resultado do CCT. Os participantes foram recrutados através de

convite feito pelo pesquisador. Todos os indivíduos que participaram assinaram o termo de

consentimento livre e esclarecido para participar da pesquisa, atestaram conhecimento dos

procedimentos realizados e para a divulgação dos resultados (Apêndice 1).

Todos os participantes da amostra realizaram uma anamnese (Apêndice 2). Em relação

à presença de doenças crônicas, apenas um participante com histórico de hipertensão arterial

sistêmica. Os participantes da amostra não possuem história prévia de doenças oftalmológicas,

neurológicas ou sistêmicas que possam ter prejudicado o funcionamento do sistema visual.

3.3. LOCAL DOS EXPERIMENTOS

As avaliações ocorreram na UFPA – Núcleo de Medicina Tropical, no Laboratório de

Neurologia Tropical como mostra a Figura 10.

Figura 10. Local de testagem dos participantes no Laboratório de Neurologia Tropical do Núcleo de Medicina Tropical, Universidade Federal do Pará. À esquerda mostra o local de

onde sentava o participante e à direita mostra o local onde sentava o experimentador. Fonte: Acervo pessoal

3.4. PROCEDIMENTOS

3.4.1. AVALIAÇÃO DA ACUIDADE VISUAL

Todos os participantes foram submetidos à avaliação da acuidade visual pelo teste

Freiburg Visual Acuity & Contrast Test (FRACT, Michael Bach, Alemanha) para excluir o

participante que apresentasse um déficit na acuidade visual. O teste FRACT foi realizado em

ambiente escuro de forma monocular. O estímulo era mostrado na tela de um microcomputador

portátil (ItauTech, Brasil) com placa gráfica com resolução espacial de 1280 x 1024 pixels,

resolução temporal de 75 Hz e com placa gráfica com resolução de cor de 8 bits por canhão de

cor. O estímulo mostrado foi a letra C de Landolt com 100% de contraste de luminância em

relação ao fundo da tela, que poderia aparecer em 4 orientações (cima, baixo, direita e

esquerda). A tarefa comportamental do participante era indicar para que orientação estava a

abertura da letra C. Um procedimento psicofísico de escolha forçada de quatro alternativas foi

realizado para alimentar um algoritmo computacional que usava a estratégia “Best PEST” de

30 apresentações para estimar a acuidade visual (Lieberman & Pentland, 1982). Para a

realização da avaliação da acuidade visual, o participante era posicionado a 3 metros do monitor

e era realizada a avaliação monocular. Todos os participantes apresentaram acuidade visual

normal ou corrigidas por lentes dióptricas (lentes corretivas) para a acuidade visual de 20/20.

3.4.2. AVALIAÇÃO DA VISÃO DE CORES

Neste trabalho, a visão de cores foi avaliada de duas maneiras. Uma delas foi usando a

versão comercial do CCT (CRS) para a determinação do fenótipo da visão de cores dos

participantes através da estimativa das elipses de discriminação limiar de cores. O CCT foi

usado então como classificador padrão. A outra forma de avaliação foi através do procedimento

experimental que a dissertação se propõe a estudar em si, que é uma avaliação da discriminação

de cores supralimiares desenvolvida no Laboratório de Neurologia Tropical da Universidade

Federal do Pará. Os dois testes foram realizados no mesmo dia conforme Figura 11.

Figura 11. Esquematização das etapas do procedimento experimental e suas respectivas

finalidades.

3.4.2.1. ESTÍMULOS

Para ambos os testes, foi utilizado um microcomputador Dell modelo Precision T3400,

com processador Intel®Core ™ 2 Duo, 2 GB de RAM, disco rígido de 160 GB e processador

gráfico NVIDIA Quadro NVS 290, o qual estava conectado com o sistema ViSaGe (Cambridge

Research System, Rochester, Reino Unido) para a geração de estímulos visuais. O sistema

ViSaGe é uma plataforma gráfica que permite a geração de estímulos visuais em alta resolução

espacial, temporal e de cor (14 bits por canhão de cor) a partir do acesso a uma biblioteca gráfica

programável. Os estímulos foram mostrados em um monitor de tubo de raios catódicos (marca

Mitsubishi, modelo Diamond Pro 2070 SB-BR 22) com resolução espacial (1600x1200 pixels)

e taxa de amostragem de 85 Hz, frequência horizontal entre 30-140 kHz e frequência vertical

de 50 a 160 Hz.

Os estímulos consistiram de mosaicos pseudoisocromáticos com ruído espacial de

tamanhos dos elementos constituintes do mosaico (10 tamanhos) e com ruído espacial de

luminância (entre 8 e 18 cd/m2). Cada mosaico continha um conjunto de círculos no centro do

estímulo que diferia do restante do mosaico pela cromaticidade, constituindo um alvo que

perceptualmente tem o formato da letra C como mostra a Figura 12. As dimensões espaciais do

alvo são: diâmetro externo tinha 4,4 graus de ângulo visual, diâmetro interno tinha 2,2 graus de

ângulo visual e a abertura do C terá 1 grau de ângulo visual. Todo o mosaico teve um tamanho

de 4,5 graus de ângulo visual.

Figura 12. Mosaico em formato de letra C. Fonte: Acervo pessoal

3.4.2.2. AVALIAÇÃO DA DISCRIMINAÇÃO LIMIAR DE COR

A estimativa das elipses de discriminação limiar de cores foi realizada usando o CCT

(CRS). Foi utilizado o protocolo para estimativa do limiar de discriminação de cores em 20

diferentes eixos cromáticos ao redor de uma cromaticidade central (CIE1976: u’ = 0,198; v’ =

0,469).

O procedimento de teste consistiu em apresentar um estímulo pseudoisocromático cujo

alvo diferia do fundo pela cromaticidade. A cromaticidade do alvo poderia estar sob qualquer

um dos 20 eixos cromáticos mostrados na Figura 13. As dimensões espaciais do alvo foram:

diâmetro externo teve 4,4 graus de ângulo visual, diâmetro interno teve 2,2 graus de ângulo

visual e a abertura do C teve 1 grau de ângulo visual. Todo o mosaico teve um tamanho de 4,5

graus de ângulo visual. O ruído de luminância do mosaico era composto por 6 valores de

luminância linearmente espaçados entre 8 e 18 cd/m2. O programa não traz informações sobre

os tamanhos dos círculos presentes no mosaico.

Figura 13. Vinte diferentes eixos cromáticos ao redor de uma cromaticidade central

(CIE1976: u’ = 0,198; v’ = 0,469). A cromaticidade do alvo é comandada por 20 vetores espaçados a 18º um dos outros. Fonte: Acervo pessoal.

O estímulo era apresentado durante 3s sendo depois substituído pela tela escura. O

sujeito deveria indicar a orientação da abertura da letra C que poderia ser apresentada em uma

de quatro orientações (cima, baixo, direita e esquerda). Após a resposta verbal do participante ,

o experimentador registrava a resposta usando uma caixa de resposta de quatro botões (cima,

baixo, direito e esquerdo) modelo CT6 (CRS) como mostra a Figura 14.

Figura 14. Caixa de resposta modelo CT6. Fonte: Acervo pessoal.

A resposta do método de escolha forçada de 4 alternativas alimentou um procedimento

de escada com regra de 1 acerto para 1 erro, com término em 12 reversões. A reversão era

realizada quando a cada acerto o tamanho do vetor entre a cromaticidade do alvo e a

cromaticidade do fundo era diminuído e quando a cada erro o tamanho deste vetor era

aumentado. A escada apresentava limite inferior e superior de 0,002 unidades e 0,110 unidades

no diagrama do CIE1976. O limiar de discriminação de cor foi quantificado usando as últimas

6 reversões da escada.

Um modelo de elipse foi aplicado para as coordenadas limiares dos 20 diferentes eixos

cromáticos e foi estimada a área da elipse e do ângulo de rotação da elipse usando rotinas

programadas em linguagem MATLAB. O método elipsoide de Khachiyan (Khachiyan, 1979)

foi usado para encontrar a elipse que melhor se ajustava aos valores das cromaticidades

limiares. Os valores da área e do ângulo de rotação da elipse foram comparados com os dados

normativos do próprio laboratório (Farias, 2015) e disponíveis na literatura (Paramei, 2012)

para a determinação do fenótipo de visão de cores do participante.

3.4.2.3. AVALIAÇÃO DA DISCRIMINAÇÃO DE CORES SUPRALIMIAR

A geração dos estímulos foi realizada utilizando rotinas computacionais programadas

em ambiente de programação MATLAB (versão R2012b) e a biblioteca gráfica específica para

o sistema ViSaGe (CRS tooolbox for Matlab, CRS).

Os estímulos consistiram de mosaicos pseudoisocromáticos com o campo circular de

6,5 graus de ângulo visual. O mosaico foi composto por 450 círculos com 10 tamanhos que

variavam linearmente entre 0,07 e 0,23 graus de ângulo visual. Cada círculo do mosaico

apresentava uma de 6 luminâncias linearmente espaçadas entre 8 e 18 cd/m2 (ruído espacial de

luminância). Cada mosaico continha um conjunto de círculos no centro do estímulo que diferia

do restante do mosaico pela cromaticidade, constituindo um alvo que perceptualmente tinha o

formato da letra C (Figura 12). As dimensões espaciais do alvo foram as mesma do estímulo

apresentado pelo Cambridge Colour Test.

O teste foi composto pela apresentação de mosaicos cujo o alvo teve cromaticidade em

20 diferentes eixos de cor (os mesmos do CCT mostrados na Figura 13), com o intervalo de

mudança da cromaticidade espaçados a 18º uns dos outros (esquematizados na Figura 15),

distanciados da cromaticidade do alvo por um vetor cromático com 0,06, 0,04, 0,03, 0,02, 0,01

e 0,005 unidades no diagrama do CIE1976 (exemplos na Figura 16). O tamanho do vetor

cromático é equivalente à saturação da cromaticidade do alvo como mostrado na Figura 17. O

ângulo da cor foi denominado de acordo com a angulação que cada cromaticidade do alvo faz

com uma linha horizontal imaginária que passaria sobre a cromaticidade do fundo.

Figura 15. Vinte diferentes eixos cromáticos ao redor de uma cromaticidade central (CIE1976: u’ = 0,198; v’ = 0,469) correlacionado com o ângulo e a cor. O intervalo de mudança

da cromaticidade espaçados a 18º uns dos outros. O ângulo da cor foi denominado de acordo com a angulação que cada cromaticidade do alvo faz com uma linha horizontal imaginaria que passaria sobre a cromaticidade do fundo. Fonte: Acervo pessoal.

Figura 16. Circunferência representando a área dos vinte diferentes eixos cromáticos

ao redor de uma cromaticidade central (CIE1976: u’ = 0,198; v’ = 0,469) nas condições de saturação de 0,06 (A), saturação 0,03 (B) e saturação 0,01 (C).

Figura 17. Mosaicos representados no ângulo de 270° em cada uma das 6 condições de

saturação apresentadas no teste de discriminação de cor supralimiar: (A) 0,06, (B) 0,04, (C) 0,03, (D) 0,02, (E) 0,01 e (F) 0,005 unidades do diagrama do CIE1976.

A tarefa do participante foi a mesma realizada durante o CCT. Para cada um dos seis

valores de saturação do estímulo e em cada um dos 20 diferentes eixos cromáticos, o estímulo

foi apresentado 4 vezes totalizando 480 estímulos. O teste teve o tempo médio de 40 minutos

para ser completado. O estímulo era apresentado por 2 segundos e posteriormente substituído

por uma tela preta. Um novo estímulo somente era mostrado após a resposta verbal do

participante. A ordem de apresentação dos estímulos dentro de cada condição de saturação foi

aleatória. Assim como no CCT, o experimentador esperava a resposta verbal do participante

para registrar a resposta usando a caixa de resposta de quatro botões CT6 (CRS).

No início do procedimento experimental foram dadas as seguintes instruções ao

participante: “Irá aparecer uma letra C com a abertura para cima, para baixo, para a direita ou

para a esquerda. Essa letra C será de várias cores e de diversas intensidades. Você não precisa

me dizer a cor mas somente a direção da abertura da letra C. Algumas letras C serão mais claras

outras mais fortes e terá momentos em que você não irá ver a letra C. Nesse caso, você deve

chutar a direção da abertura. Após você ver o estímulo, a tela ficará preta e você poderá me

responder verbalmente que eu irei anotar. Após isso, irá aparecer outro estímulo e repetiremos

até o teste acabar. ”

As respostas dos participantes foram comparadas com a orientação do estímulo

apresentado durante o teste e foram qualificadas como certas ou erradas. Em cada uma das

condições de saturação foi quantificada a magnitude do erro. A magnitude do erro para uma

determinada condição de saturação foi calculada como a quantidade de erros dividido pela

quantidade total de tentativas realizadas naquela condição de saturação.

3.5. ANÁLISE DE DADOS

3.5.1. DETERMINAÇÃO DO FENÓTIPO DA VISÃO DE CORES

Os resultados do Cambridge Colour Test dos 37 participantes foram comparados com

os limites de tolerância, para o mesmo teste e na mesma configuração, mostrados nos resultados

em Paramei (2012) para uma população europeia e brasileira. Para ser identificado como

tricromata normal, o participante deveria ter valor de diâmetro maior da elipse igual ou menor

que os limites de tolerância para ambas as populações na sua respectiva faixa etária. A

identificação como discromatópsico do participante foi dada quando ele apresentava o tamanho

do diâmetro maior da elipse acima dos limites de tolerância de referência.

3.5.2. ANALISE ROC

A análise estatística foi realizada utilizando o programa Statistical Package Social

Sciences (SPSS) versão 20. Na análise descritiva foi realizada a distribuição de frequência da

magnitude do erro na tarefa de discriminação de cores nas 6 condições de saturação do diagrama

do CIE1976 nos grupos de tricromatas e dicromatas. Para a comparação de idade dos grupos

tricromatas e dicromatas foi utilizado o teste T de student. Para a comparação da magnitude do

erro entre os grupos tricromatas e dicromatas nas 6 condições de saturação de cor no diagrama

do CIE1976 foi utilizado o Teste de Mann-Whitney.

No presente estudo foi utilizada a análise ROC para avaliar o desempenho dos testes de

discrimação de cores supralimiares em distinguir os dados provindos de participantes

tricromatas e dicromatas. Para isso, em cada condição de saturação foi quantificada a

distribuição de frequência da magnitude do erro na tarefa psicofísica para os dois grupos de

participantes. A distribuição cumulativa do grupo tricromata foi considerada como a taxa de

verdadeiros positivos, enquanto a distribuição cumulativa do grupo dicromata foi considerada

como a taxa de falso positivo. A área sobre a curva ROC foi calculada através da integração

numérica usando a regra trapezoidal através de rotinas computacionais programadas em

linguagem MATLAB. O valor ótimo de erro que apresentava melhor custo-benefício foi

considerado o maior valor de erro com o maior valor de sensibilidade e especificidade, ou seja,

com o valor ótimo de erro, poderemos sugerir que as pessoas que errarem acima desse valor de

erro estaria fora do padrão de erros aceitáveis.

4. RESULTADOS

PARTICIPANTES DO ESTUDO ATRAVÉS DO CAMBRIDGE COLOUR TEST

Os participantes do estudo foram avaliados através do CCT e foi possível identificar que

29 (78,4%) dos 37 participantes apresentaram elipses de discriminação de cores compatíve is

com o fenótipo tricromata normal, enquanto 6 (16,2%) dos 37 participantes apresentaram

elipses de discriminação de cores indicativas do fenótipo dicromata do tipo deutan e 2 (5,4%)

dos 37 participantes apresentaram elipses de discriminação de cores indicativas do fenótipo

dicromata do tipo protan. A Figura 18 mostra dois exemplos de elipses de discriminação de

cores de tricromatas deste estudo e um exemplo de elipse de discriminação de cor para um

participante protan e um participante deutan deste estudo. As elipses de discriminação de cores

de todos os participantes do presente estudo podem ser encontradas no Apêndice 3.

Figura 18. Elipses de discriminação de cores de quatro participantes do estudo. (A) e (B) representam o fenótipo tricromata normal, (C) representa o fenótipo dicromata do tipo protan, (D) representa o fenótipo dicromata do tipo deutan. Elipse vermelha representa a elipse

de discriminação de cor. As linhas Azul, Vermelho e Verde representam as linhas de confusão de cor Tritan, Protan e Deutan, respectivamente.

A média de idade dos tricromatas normais foi de 27,97 ± 5,75 anos de idade e dos

dicromatas foi de 25,63 ± 6,96 anos de idade. Não houve diferença estatística entre a idade de

ambos os grupos (Teste T de Student, p = 0,34).

A Tabela 2 mostra os resultados do tamanho da elipse em seu maior eixo dividido entre

os grupos tricromatas e dicromatas no teste CCT e com a referencia da Paramei (2012). Todos

os participantes do grupo tricromata ficou dentro da faixa de referência dos estudos de Paramei

(2012). Todos os participantes do grupo tricromata ficaram dentro da faixa de referência do

estudo de Paramei (2012).

Tabela 2. Tamanho da elipse em seu menor e maior eixo (em 10−5 u’ v’ unidades)

dividido entre os grupos tricromatas e dicromatas.

TAMANHO DA ELIPSE EM SEU MENOR E MAIOR EIXO DIVIDIDO ENTRE OS

GRUPOS TRICROMATAS E DICROMATAS: MÉDIA, DESVIO PADRÃO (DP)

Estatistica Tamanho da elipse

Tricromata

Tamanho da elipse

Dicromata

Referencia

Tamanho da elipse

Paramei (2012)

Mínimo 75 1112 59

Maximo 164 95.954 167

Média 116,18 (23,06) 18.887 (34.188) 113 (26,3)

PARTICIPANTES DO ESTUDO ATRAVÉS DO TESTE SUPRALIMIAR DE CORES NAS

SEIS CONDIÇÕES DE SATURAÇÃO.

Após caracterizados os fenótipos da visão de cores dos participantes, os resultados da

avaliação de discriminação de cor supralimiar mostraram que há variação entre os participantes,

os grupos fenotípicos e a condição de saturação das cores dos estímulos.

4.2.1 DISCRIMINAÇÃO DE COR SUPRALIMIAR COM SATURAÇÃO DE 0,06

UNIDADES DO DIAGRAMA DE COR DO CIE1976.

A Figura 19 mostra o resultado individual da avaliação de discriminação de cor

supralimiar para cores com saturação de 0,06 unidades no diagrama do CIE1976 de dois

participantes tricromatas, um participante protan e um participante deutan. Os resultados

individuais de todos os participantes da discriminação de cores com saturação de 0,06 unidades

do diagrama do CIE1976 estão mostrados no Apêndice 4.

A distribuição de frequência da magnitude do erro dos participantes com fenótipo

tricromata para a condição de saturação de 0,06 unidades do diagrama do CIE1976 é mostrada

na Figura 20. A grande maioria dos participantes tricromatas não apresentou erro na tarefa de

discriminação de cor supralimiar (24 dos 29 participantes), enquanto outros 5 participantes

cometeram um ou dois erros de 80 estímulos. A distribuição de frequência da magnitude do

erro dos participantes com fenótipo dicromata para a condição de saturação de 0,06 unidades

do diagrama do CIE1976 é mostrada na Figura 21. O número mínimo de erros foi 5 de 80

estímulos (6,25%) e o número máximo de erros foi 15 de 80 estímulos (18,75%). Na condição

de saturação de cor de 0,06 unidades no diagrama do CIE1976, observou-se diferenças

estatisticamente significativas (Teste de Mann-Whitney, p=0,0001, U= 0, n=29 tricromatas e

n=8 discromatópsico). Os resultados indicaram que a magnitude do erro foi maior no grupo

discromatópsico.

Figura 19. Resultado da avaliação de discriminação de cores supralimiares com saturação de

0,06 unidades do diagrama do CIE1976. (A) e (B) mostram resultados de participantes tricromatas. (C) mostra o resultado de um participante dicromata do tipo protan. (D) mostra o

resultado de um participante dicromata do tipo deutan. À esquerda, as barras representam a magnitude do erro na tarefa de discriminação de cada uma das 20 cromaticidades testadas e à direita, uma representação polar dos mesmos resultados.

Figura 20. Distribuição do numero de participantes para diferentes magnitude do erro na tarefa de discriminação de cores com saturação de 0,06 unidades do diagrama do CIE1976

dos participantes do fenótipo tricromata.

dos participantes dicromatas.

Magnitude do erro

4.2.2. DISCRIMINAÇÃO DE COR SUPRALIMIAR COM SATURAÇÃO DE 0,04

na Figura 23. A maioria dos participantes tricromatas não apresentou erro na tarefa de

cometeram entre 1 a 4 erros de 80 estímulos. Para os participantes com nenhum erro, não foi

estimado o valor do ângulo do erro. A distribuição de frequência da magnitude do erro dos

participantes com fenótipo dicromata para a condição de saturação de 0,04 unidades do

diagrama do CIE1976 é mostrada na Figura 24. O número mínimo de erros foi 7 de 80 estímulos

(8,75%) e o número máximo de erros foi 23 de 80 estímulos (28,75%). Na condição de

saturação de cor de 0,04 unidades no diagrama do CIE1976, observou-se diferenças

discromatópsico.

Figura 22. Resultado da avaliação de discriminação de cores supralimiares com saturação de 0,04 unidades do diagrama do CIE1976. (A) e (B) mostram resultados de participantes tricromatas. (C) mostra o resultado de um participante dicromata do tipo protan.

(D) mostra o resultado de um participante dicromata do tipo deutan. À esquerda, as barras

representam a magnitude do erro na tarefa de discriminação de cada uma das 20 cromaticidades

testadas e à direita, uma representação polar dos mesmos resultados.

Figura 23. Distribuição do numero de participantes para diferentes magnitude do erro

na tarefa de discriminação de cores com saturação de 0,04 unidades do diagrama do CIE1976 dos participantes do fenótipo tricromata.

na tarefa de discriminação de cores com saturação de 0,04 unidades do diagrama do CIE1976 dos participantes dicromatas.

Magnitude do erro

na Figura 26. A maioria dos participantes tricromatas não apresentou erro na tarefa de

cometeram entre 1 (1,25%) e 3 (3,75%) erros de 80 estímulos. Para os participantes com

nenhum erro, não foi estimado o valor do ângulo do erro. A distribuição de frequência da

magnitude do erro dos participantes com fenótipo dicromata para a condição de saturação de

0,03 unidades do diagrama do CIE1976 é mostrada na Figura 27. O número mínimo de erros

foi 3 de 80 estímulos (3,75%) e o número máximo de erros foi 32 de 80 estímulos (40%). Na

condição de saturação de cor de 0,03 unidades no diagrama do CIE1976, observou-se diferenças

discromatópsico.

Figura 25. Resultado da avaliação de discriminação de cores supralimiares com

saturação de 0,03 unidades do diagrama do CIE1976. (A) e (B) mostram resultados de

participantes tricromatas. (C) mostra o resultado de um participante dicromata do tipo protan. (D) mostra o resultado de um participante dicromata do tipo deutan. À esquerda, as barras representam a magnitude do erro na tarefa de discriminação de cada uma das 20 cromaticidades

testadas e à direita, uma representação polar dos mesmos resultados.

Figura 26. Distribuição do numero de participantes para diferentes magnitude do erro na tarefa de discriminação de cores com saturação de 0,03 unidades do diagrama do CIE1976 dos participantes do fenótipo tricromata.

Magnitude do erro

na Figura 29. A maioria dos participantes tricromatas apresentou até 2 (2,5%) erros de 80

estímulos (19 dos 29 participantes), enquanto outros 10 participantes cometeram entre 3

(3,75%) e 7 (8,75%) erros de 80 estímulos. A distribuição de frequência da magnitude do erro

dos participantes com fenótipo dicromata para a condição de saturação de 0,02 unidades do

diagrama do CIE1976 é mostrada na Figura 30. O número mínimo de erros foi 12 de 80

estímulos (15%) e o número máximo de erros foi 45 de 80 estímulos (56,25%). Na condição de

discromatópsico.

saturação de 0,02 unidades do diagrama do CIE1976. (A) e (B) mostram resultados de participantes tricromatas. (C) mostra o resultado de um participante dicromata do tipo protan. (D) mostra o resultado de um participante dicromata do tipo deutan. À esquerda, as barras

representam a magnitude do erro na tarefa de discriminação de cada uma das 20 cromaticidades testadas e à direita, uma representação polar dos mesmos resultados.

na tarefa de discriminação de cores com saturação de 0,02 unidades do diagrama do CIE1976 dos participantes do fenótipo tricromata.

Magnitude do erro

supralimiar para cores com saturação de 0,01 unidades no diagrama do CIE1976 de 2

participantes tricromatas, 1 participante protan e 1 participante deutan. Os resultados

na Figura 32. 14 dos 29 participantes dos participantes tricromatas apresentou até 12 (15%)

erros de 80 estímulos, enquanto outros 15 participantes cometeram entre 17 (17,5%) e 43

(53,75%) erros de 80 estímulos. A distribuição de frequência da magnitude do erro dos

discromatópsico.

saturação de 0,01 unidades do diagrama do CIE1976. (A) e (B) mostram resultados de participantes tricromatas. (C) mostra o resultado de um participante dicromata do tipo protan.

(D) mostra o resultado de um participante dicromata do tipo deutan. À esquerda, as barras representam a magnitude do erro na tarefa de discriminação de cada uma das 20 cromaticidades testadas e à direita, uma representação polar dos mesmos resultados.

Figura 32. Distribuição do numero de participantes para diferentes magnitude do erro na tarefa de discriminação de cores com saturação de 0,01 unidades do diagrama do CIE1976 dos participantes do fenótipo tricromata.

Figura 33. Distribuição do numero de participantes para diferentes magnitude do erro na tarefa de discriminação de cores com saturação de 0,01 unidades do diagrama do CIE1976 dos participantes dicromatas.

Magnitude do erro

supralimiar para cores com saturação de 0,005 unidades no diagrama do CIE1976 de doi

participantes tricromatas, 1 participante protan e 1 participante deutan. Os resultados

individuais de todos os participantes da discriminação de cores com saturação de 0,005

unidades do diagrama do CIE1976 estão mostrados no Apêndice 9.

na Figura 35. A maioria dos participantes (18 dos 29 participantes) tricromatas apresentou até

52 (65%) erros de 80 estímulos, enquanto outros 11 participantes cometeram entre 53 (66,25%)

e 67 (83,75%) erros de 80 estímulos. A distribuição de frequência da magnitude do erro dos

discromatópsico.

saturação de 0,005 unidades do diagrama do CIE1976. (A) e (B) mostram resultados de participantes tricromatas. (C) mostra o resultado de um participante dicromata do tipo protan. (D) mostra o resultado de um participante dicromata do tipo deutan. À esquerda, as barras

representam a magnitude do erro na tarefa de discriminação de cada uma das 20 cromaticidades testadas e à direita, uma representação polar dos mesmos resultados.

dos participantes do fenótipo tricromata.

na tarefa de discriminação de cores com saturação de 0,005 unidades do diagrama do CIE1976 dos participantes dicromatas.

Magnitude do erro

A Tabela 3 resume as faixas de magnitude do erro apresentado pelos participantes para

as seis diferentes condições de discriminação de cor dos participantes tricromatas normais e

dicromatas congênitos.

Tabela 3. Faixas de magnitude dos erros (%) de participantes tricromatas e discromatóps icos

para as seis diferentes condições de saturação de discriminação de cor.

MAGNITUDE DO ERRO (%) DE PARTICIPANTES TRICROMATAS

E DISCROMATÓPSICOS

Condição

Magnitude do erro dos

tricromatas normais

(min-max)

Magnitude do erro dos

discromatópsicos (min-

0,06 0 - 2,5 6,25 – 18,75

0,04 0 – 5 8,75 – 28,75

0,03 0 - 3,75 3 - 40

0,02 0 - 8,75 15 – 56,25

0,01 1,25 – 76,25 30 – 72,5

0,005 36,25 – 83,75 65 – 77,5

No grupo de tricromatas há uma mínima variação intersujeitos na magnitude do erro nas

condições de saturação de 0,06 até 0,02, enquanto que no grupo de discromatópsico há uma

variação maior intersujeitos nessa mesma faixa de condições de saturação, conforme mostra

Tabela 4.

Tabela 4. Diferença entre o mínimo e máximo na magnitude do erro (%) nos tricromatas e

discromatópsicos para as seis diferentes condições de saturação de discriminação de cor dos

participantes tricromatas normais e dicromatas congênitos

VARIAÇÃO ENTRE O MÍNIMO E MÁXIMO NA MAGNITUDE DO

ERRO (%) NOS TRICROMATAS E DISCROMATÓPSICOS

Condição

Diferença na

magnitude do erro dos

tricromatas normais

Diferença na magnitude

do erro dos

discromatópsicos (%)

0,06 2,5 12,5

0,04 5 20

0,03 3,75 40

0,02 8,75 41,25

0,01 75 42,5

0,005 47,5 12,5

4.2.7. ANÁLISE ROC PARA A DISCRIMINAÇÃO DE COR COM SATURAÇÃO DE 0,06

UNIDADES DO DIAGRAMA DE COR DO CIE1976

A Figura 37 mostra as distribuições cumulativas dos resultados de erro na tarefa de

discriminação de cor com saturação de 0,06 unidades no espaço de cor do CIE1976 de

tricromatas normais e dicromatas congênitos.

Figura 37. Distribuições cumulativas dos resultados de erro na tarefa de discriminação de cor

com saturação de 0,06 unidades no espaço de cor do CIE1976 de tricromatas normais (A) e dicromatas congênitos (B).

Na análise ROC a seguir, o eixo de taxa de verdadeiro positivo (eixo y) será representado

pela distribuição cumulativa dos resultados do grupo com fenótipo de tricromacia normal e o

eixo da taxa do falso positivo (eixo x) será representado pela distribuição cumulativa dos

resultados do grupo com fenótipo de dicromacia congênita. A curva ROC para os valores de

erro na tarefa de discriminação de cor com saturação de 0,06 unidades no diagrama de cor do

CIE1976 de tricromatas normais (eixo y) e dicromatas congênitos (eixo x) é mostrada na Figura

38. A curva ROC mostrou que para essa condição o classificador foi perfeito com área sob a

curva com a valor de 1. O ótimo valor de erro para separar os dois grupos fenotípicos foi de 3

Figura 38. Curva ROC para os valores de erro na tarefa de discriminação de cor com saturação de 0,06 unidades no espaço de cor do CIE1976 de tricromatas normais (eixo y) e dicromatas congênitos (eixo x).

Figura 39. Distribuições cumulativas dos resultados de erro na tarefa de discriminação de cor com saturação de 0,04 unidades no espaço de cor do CIE1976 de tricromatas normais (A) e

dicromatas congênitos (B).

Figura 40. Curva ROC para os valores de erro na tarefa de discriminação de cor com saturação de 0,04 unidades no espaço de cor do CIE1976 de tricromatas normais (eixo y) e dicromatas

congênitos (eixo x).

curva com a valor de 0,96. O ótimo valor de erro para separar os dois grupos fenotípicos foi de

Figura 42. Curva ROC para os valores de erro na tarefa de discriminação de cor com saturação de 0,03 unidades no espaço de cor do CIE1976 de tricromatas normais (eixo y) e dicromatas congênitos (eixo x).

4.2.11. Análise ROC para a discriminação de cor com saturação de 0,01 unidades do diagrama

de cor do CIE1976

4.2.12. ANÁLISE ROC PARA A DISCRIMINAÇÃO DE COR COM SATURAÇÃO DE

0,005 UNIDADES DO DIAGRAMA DE COR DO CIE1976

Figura 48. Curva ROC para os valores de erro na tarefa de discriminação de cor com saturação de 0,005 unidades no diagram de cor do CIE1976 de tricromatas normais (eixo y) e dicromatas

A Tabela 5 resume os resultados da analise ROC para as diferentes saturações no

diagrama de cor CIE1976.

Tabela 5. Resultados da análise ROC.

4.2.13. RESULTADOS COMPARATIVOS DOS FENOTIPOS IDENTIFICADOS NO CCT

E NA AVALIAÇÃO DA DISCRIMINAÇÃO DE CORES SUPRALIMIAR

Os fenótipos identificados no CCT foram de 29 participantes com o fenótipo tricromata

normal, 6 participantes indicativos do fenótipo dicromata do tipo deutan e 2 participantes

indicativos do fenótipo dicromata do tipo protan. Na avaliação da discriminação de cores

supralimiar foi identificado a mesma quantidade de fenótipos apresentado no CCT.

5. DISCUSSÃO

O presente estudo mostrou que a avaliação de discriminação de cores supralimiares tem

potencial de distinguir os dados obtidos a partir de participantes com tricromacia normal e com

discromatopsia congênita. O uso de estímulos com saturação entre 0,06 a 0,02 unidades do

diagrama do CIE1976 mostraram alta eficiência na identificação do fenótipo da visão de cores

dos participantes.

Na análise ROC da presente dissertação, a aplicação do método de discriminação de

cores supralimiares com saturação de 0,06 a 0,02 unidades do diagrama do CIE1976 mostrou

uma elevada sensibilidade e especificidade para a identificação do tricromata frente ao

dicromata congênito. A análise mostrou que as distribuições dos valores de erros dos

participantes tricromatas e dicromatas não apresentava sobreposição. Sendo assim, o produto

final do presente estudo sugere que o uso da avaliação de discriminação de cores supralimia res

apresenta ótimo desempenho na diferenciação de sujeitos tricromatas e dicromatas e se aplicado

para apenas uma de qualquer das condições de saturação de cor (entre 0,06 e 0,02 unidades do

CIE1976) o diagnóstico se torna mais rápido, sem perder a precisão.

O Cambridge Colour Test foi usado como referência por ser um teste comercialmente

disponível e que possui características de estímulo e tarefa semelhantes à metodologia aplicada

no presente estudo. Não é possível na pesquisa atual, comparar diretamente os resultados do

Cambridge Colour Test com os da avaliação de discriminação de cores supralimiares devido ao

CCT ser o classificador padrão. Para essa comparação ser feita, seria necessário o uso e um

outro classificador de fenótipo como o teste de anomaloscopia ou análise molecular, para a

partir disso, ser possível estimar o desempenho do CCT e da avaliação de discriminação de

cores supralimiares e compará-los. O Cambridge Colour Test apesar de não ser um padrão ouro

para a identificação do fenótipo da visão de cores, o uso de normas populacionais de Paramei

(2012) foi confiável porque todos os tricromatas apresentaram valores abaixo dos limites e

todos os dicromatas apresentaram valores cerca de 585 vezes acima dos limites no tamanho da

elipse em seu maior eixo. Além da elipse de maior área, os dicromatas também tiveram a elipse

orientada na linha de confusão de cores deutan e protan.

Avaliação da visão de cores à partir de estímulos supralimiares tem vantagens sobre o

método do teste de Ishihara porque poder permitir uma análise quantitativa da detecção

cromática em variados eixos cromáticos (Dain, 2004). Também pode se dizer que o fato de se

usar um método de escolha forçada de 4 alternativas se torna uma vantagem sobre o teste de

Ishihara e de Farnsworth-Munsell de 100 matizes porque insere uma medida de graus de certeza

que estes testes não apresentam (Bruni & Cruz, 2006; Fernandes & de Ventura Urbano, 2008;

Lima et al., 2011). No presente método aqui apresentado, cada cromaticidade foi apresentada 4

vezes e a chance de acerto era de 25% em cada uma das vezes, sendo assim, ao final de um

teste perfeito, como foi obtido pela maioria dos sujeitos tricromatas normais para as saturações

entre 0,06 e 0,02, o resultado representa uma certeza de acerto aleatório tão baixo quanto

0,00004%.

Os estímulos com maiores saturação, como nas condições de 0,06 a 0,02 unidades do

diagrama CIE1976, foi melhor para separar os dicromatas dos tricromatas porque em alta

saturação o tricromata consegue detectar nitidamente a diferenciação entre as cromaticidades

do alvo e do fundo, enquanto que o dicromata não discrimina as cores sobre sua linha de

confusão (Devos, Spileers, & Arden, 1996; Lima et al., 2011). Porém, em saturação baixa como

nas condições de 0,01 e 0,005 unidades do diagrama CIE1976, o tricromata se aproxima ou se

iguala aos dicromatas devido a sua capacidade de limiar diferencial entre as cromaticidades do

alvo e do fundo ser próxima ao dicromata. No estudo de Bailey, Neitz, Tait, e Neitz (2004), os

autores concluíram que em condições de baixa saturação são menos capazes de diferenciar as

deficiências deutan e protan do que as em condição de alta saturação.

No grupo de tricromatas houve uma mínima variação intersujeitos na magnitude do erro

nas condições de saturação de 0,06 até 0,02, enquanto que no grupo de discromatópsico houve

uma variação maior intersujeitos nessa mesma faixa de condições de saturação, conforme

mostra Tabela 4. Segundo Paramei (2012), o resultado é esperado pois os tricromatas possuem

uma boa capacidade de discriminar as cores até um limiar e por isso as variações entre os

tricromatas são poucas. Porém nos dicromatas, a maior variação na discriminação de cores pode

ser explicada pela existência de uma grande variabilidade na constituição genética que levará à

expressão do pigmento visual do cone sensível a uma faixa espectral específica. Há também

uma outra explicação em que a maior discriminação de cores pode se dar pela presença de um

receptor a mais com características espectrais similar a rodopsina (Pokorny, Smith, Verriest, &

Pinckers, 1979). Em suma, o desempenho pode ser diferente em virtude do grau (leve, médio e

forte) de acometimento do dicromata (Bailey et al., 2004).

As limitações do presente método de avaliação de cores supralimiar da pesquisa foi a

de não ter dados de diagnósticos precisos prévios como o teste pelo anomaloscópio e a

identificação pela avaliação genética para comparar com os resultados da pesquisa. Apesar de

não estar presente nesta dissertação, vale a pena ressaltar que o material biológico dos

discromatópsicos foram colhidos (raspado bucal), no entanto não houve tempo suficiente para

a determinação genética dos mesmos. Sendo assim, nas divulgações futuras deste presente

trabalho já estarão inseridos os métodos e descrições a respeito da genotipagem das opsinas M

e L desses participantes. Outra limitação foi o número de discromatópicos da amostra. A

quantidade foi abaixo do grupo de tricromatas, o que enfraquece a generalização das inferênc ias

estatísticas encontradas, apesar de que os resultados dos 8 sujeitos discromatópsicos estudados

resultam em uma interpretação muito clara da condição de deficiência de cores por eles

apresentada.

A melhor interpretação deste método no futuro dependerá da aplicação dele em outras

condições de deficiências da visão de cores, especialmente as condições de perdas adquiridas,

pois a perda pode ser desde de comprometimentos leves até severos, como a apresentada pelos

dicromatas do presente estudo. Sendo assim, serão necessários novos estudos para verificar a

sensibilidade e especificidade na identificação de discromatopsia adquirida. Porém, coloca-se

uma sugestão que para futuras pesquisas com a discromatopsia adquirida seja melhor utilizar a

saturação de 0,02 por ser o menor valor de saturação que permite distinguir as perdas severas

da visão de cor com a visão normal.

6. CONCLUSÃO

A presente pesquisa conclui que a avaliação supralimiar de cores tem potencial de

distinguir os dados obtidos a partir de participantes com tricromacia normal e com

discromatopsia congênita nas condições com saturação de 0,06 a 0,02 unidades do diagrama do

CIE1976. Nas condições com saturação de 0,06, 0,04, 0,03 e 0,02, o ótimo valor de erro para

separar os dois grupos fenotípicos foi de 3 %, 6%, 2% e 9%, respectivamente. Na análise de

desempenho feito pela análise da curva ROC, as três condições de saturação de 0,06, 0,04 e

0,02 apresentaram o modelo perfeito na sensibilidade e especificidade, ou seja, houve a correta

detecção dos resultados positivos e negativos em 100% dos casos. Os resultados desta

dissertação podem contribuir para o estabelecimento de um método rápido e barato para

determinação fenotípica da visão de cores humana utilizando a saturação de 0,02 por ser o

menor valor de saturação que distingue as perdas severas da visão de cor com o normal.

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Apêndice e Anexo

Apêndice 1

TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO

Você está sendo convidado(a) a participar, como voluntário(a), do projeto de pesquisa intitulado

“Avaliação da discriminação supralimiar na visão de cores para determinação da faixa de

normalidade”, conduzida por Yuzo Igarashi orientado pelo Prof Dr Givago da Silva Souza. Este

estudo tem por objetivo analisar a visão de cores em dois sistemas diferentes.

Para isso esse estudo convidará todos as pessoas normais e com alteração de visão de cor

encaminhados ao laboratório de Neurologia Tropical, bem como funcionário do local de

pesquisa e conhecidos de membros do grupo de pesquisa, de ambos os sexos e todas as idades,

para voluntariamente realizarem avaliação visual. Sua participação não é obrigatória. A

qualquer momento, você poderá desistir de participar e retirar seu consentimento. Sua recusa,

desistência ou retirada de consentimento não acarretará prejuízo.

Durante os testes pode haver o risco de ter cansaço visual. Nesse caso você deve informar ao

pesquisador para interromper o teste. A participação não é remunerada e nem implicará em

gastos para os participantes.

Sua participação nesta pesquisa consistirá em se direcionar para o laboratório de Neurologia

Tropical e responder a um questionário de informações sociodemográficas e realizar três testes

todas feitas pelo mesmo pesquisador. Após o questionário será feito o primeiro teste para

verificar a sua acuidade visual. Esse teste será feito no próprio laboratório com a luz apagada.

Através de um monitor onde aparecera uma letra C com a abertura para cima, baixo, direita ou

esquerda. Você deverá dizer para o pesquisador em qual direção está a letra C. Esse teste dura

em torno de 5 minutos. Logo após realizará o segundo teste no mesmo laboratório em que

consiste em ver a letra C porem de várias cores e nas mesmas direções. Você terá que responder

a direção da abertura da letra C. Esse teste dura em torno de 40 minutos. O último teste consiste

em responder o mesmo que o teste anterior porem o teste dura em torno de 25 minutos. Durante

o teste não haverá filmagem nem registro de fotos.

Os dados obtidos por meio desta pesquisa serão confidenciais e não serão divulgados em nível

individual, visando assegurar o sigilo de sua participação.

O pesquisador responsável se comprometeu a tornar públicos nos meios acadêmicos e

científicos os resultados obtidos de forma consolidada sem qualquer identificação de indivíduos

participantes.

Esses dados serão guardados pelo pesquisador responsável por essa pesquisa em local seguro e

por um período de 5 anos. Em qualquer momento, caso sofra algum dano comprovadamente

decorrente desta pesquisa, você terá direito a indenização, sob responsabilidade solidária dos

pesquisadores.

Caso você concorde em participar desta pesquisa, assine ao final deste documento, que possui

duas vias, sendo uma delas sua, e a outra, do pesquisador responsável / coordenador da

pesquisa. Seguem os telefones e o endereço institucional do pesquisador responsável e do

Comitê de Ética em Pesquisa – CEP, onde você poderá tirar suas dúvidas sobre o projeto e sua

participação nele, agora ou a qualquer momento.

Contatos do pesquisador responsável:

Yuzo Igarashi (91) 98831-9760

Prof Orientador Givago da Silva Souza (91) 98265-3131

Avenida Generalíssimo Deodoro 92 umarizal 66055-240 – Nucleo de Medicina Tropical UFPA

Dúvidas a respeito da ética dessa pesquisa poderão ser questionadas ao Comitê de Ética em

Pesquisa da UFPA no endereço:

Comitê de Ética em Pesquisa do Núcleo de Medicina Tropical, situado a Av. Generalíss imo

Deodoro, 92 – Umarizal, primeiro andar, ou ainda pelo telefone: (91) 3201-0961 e pelo e-mail:

cepbel@ufpa.br.

Esta autorização foi concedida após os esclarecimentos que recebi sobre os objetivos,

importância e o modo como os dados serão coletados, por ter entendido os riscos, desconfortos

e benefícios que essa pesquisa pode trazer para mim e também por ter compreendido todos os

direitos que terei como participante.

Autorizo, ainda, a publicação das informações fornecidas em congressos e/ou publicações

científicas, desde que os dados apresentados não possam identificar-me.

Belém, de de .

Assinatura do(a) participante:

Assinatura do(a) pesquisador(a):

Rubrica do participante Rubrica do pesquisador

Apêndice 2

NÚCLEO DE MEDICINA TROPICAL

ANAMNESE

IDENTIFICAÇÃO

Código:

Data de Nascimento: Idade:

Sexo: ( ) Masculino ( )Feminino Telefone:

Estado Civil:

Escolaridade:

Ocupação Atual:

Ocupação Anterior:

Raça/Cor: ( ) Branca ( ) Preta ( ) Parda ( ) Amarela ( ) Indígena

HISTÓRICO MÉDICO E PRECEDENTES FAMILIARES

Participante ou familiar possui alguma doença oftalmológica? ( )Sim ( )Não

Participante ou familiar possui alguma doença crônica? ( )Sim ( )Não

Possui alguma doença sistêmica? ( )Sim ( )Não

Possui alguma doença infecto contagiosa ou tropical? ( )Sim ( )Não

Participante faz uso de alguma medicação? ( )Sim ( )Não

Participante ou familiar tem dificuldade de discriminar cores? ( )Sim ( )Não

Participante fez ou faz uso de drogas psicotrópicas? ( )Sim ( )Não

Qual (is)?

Freqüência: Período:

Paciente faz uso de cigarro? ( )Sim ( )Não

Quantos cigarros por dia? Por quanto tempo?

Paciente consume álcool? ( )Sim ( )Não

Tipo: Freqüência:

OBSERVAÇÃO:

Acuidade visual (FrACT 3.7.1)

OD: OE:

Apêndice 3

Resultados da discriminação limiar de cores dos participantes realizados com o Cambridge Colour Test.

Participantes de 1 a 29 são do grupo tricromata e os participantes de 30 a 37 são do grupo dicromata.

Figura 1. Resultado da discriminação limiar de cores do participante 001 realizado com o Cambridge

Colour Test.

Apêndice 4

Os resultados individuais de todos os participantes da discriminação de cores com saturação de

0,06 unidades do diagrama do CIE1976. Participantes de 1 a 29 são do grupo tricromata e os

participantes de 30 a 37 são do grupo dicromata.

Figura 1. Resultado da discriminação supralimiar de cores do participante 001 para as condições de

estímulo com saturação de 0,06 unidades do diagrama de cor do CIE1976. Gráfico de barras à esquerda

mostra a variação da magnitude do erro e o gráfico polar à direita mostra além da magnitude do erro a

orientação do erro.

Apêndice 5

Apêndice 6

Apêndice 7

= 338,5

Apêndice 8

Apêndice 9

Anexo A - PARECER CONSUBSTANCIADO DO CEP

DADOS DO PROJETO DE PESQUISA

Título da Pesquisa: AVALIAÇÃO DA DISCRIMINAÇÃO SUPRALIMIAR NA VISÃO DE

CORES EM TRICROMATAS E DISCROMATOPSICOS.

Pesquisador: Yuzo Igarashi

CAAE: 73027317.4.0000.5172

Instituição Proponente: Núcleo de Medicina Tropical-NMT/ Universidade Federal do Pará –

Patrocinador Principal: MINISTÉRIO DA CIÊNCIA, TECNOLOGIA E INOVAÇÃO

DADOS DO PARECER

Número do Parecer: 2.274.540

Apresentação do Projeto:

Projeto apresentado pelo Yuzo Igarashi aluno de mestrado vinculado ao Programa de pós-

graduação de Neurociências e Comportamento, com a orientação do Prof. Dr. Givago da Silva

Souza. Testes de discriminação de cores têm sido grandemente usados para o diagnóstico de

deficiências congênitas e adquiridas da visão de cores. Esses testes se baseiam na estimativa de

limiares de discriminação de cor, tarefa esta que consome bastante tempo para ser

realizada.Objetivos: Determinar a faixa de normalidade para discriminação supralimiar

cromática de sujeitos tricromatas normais e usa-la para avaliação de discromatopsia congênita

(DALTONICO).Metodologia: Será determinado o fenótipo da visão de cores dos sujeitos

testados através do Cambridge Colour Test (Cambridge Research System, CRS, Rochester,

Reino Unido). Serão avaliados 40 sujeitos tricromatas normais e 14 sujeitos daltônicos.

Objetivo da Pesquisa:

Determinar a faixa de normalidade para discriminação supralimiar cromática de sujeitos

tricromatas normais e usa-la para avaliação de discromatopsia congênita.

Avaliação dos Riscos e Benefícios:

Riscos, benefícios, critérios de inclusão e exclusão bem detalhados e descritos à continuação.

Critério de Inclusão:

Grupo 1: tricromatas normais(visao de cores normal) Grupo daltonico: deficiência congênita

da visão de cores. Ambos os grupos: Homens e mulheres na faixa etária entre 20 e 40 anos.

Todos os participantes serão testados binocularmente e deverão apresentar acuidade visual

normal ou corrigidas por lentes dióptricas (lentes corretivas) para a acuidade visual de 20/20.

Todos os indivíduos que participarão deste estudo necessitarão assinar o termo de

consentimento livre e esclarecido para participar da pesquisa, atestar conhecimento dos

procedimentos a serem realizados e para a divulgação dos resultados.

Critério de Exclusão:

Não deverão ter história prévia de doenças oftalmológicas, neurológicas ou sistêmicas que

possam ter prejudicado a visão.

Riscos:

Apresentar cansaço visual.

Benefícios:

Gerar conhecimento para entender sobre sua dificuldade visual de cores. Poder saber o tipo de

dificuldade dentro do espectro de cores.

Comentários e Considerações sobre a Pesquisa:

A presente pesquisa contribuirá para uma melhor forma de identificação de alteração na visao

de cores, contribuindo para futuras pesquisas para investigar um instrumento de diagnóst ico

mais barato e de curto tempo de duração para detectar, precocemente, pessoas com dificuldade

congênitas e adquiridas na visão de cores.

Considerações sobre os Termos de apresentação obrigatória:

Folha de rosto anexada com as correspondentes assinaturas e carimbos TCLE anexado com as

informações pertinentes para o sujeito da pesquisa. Cronograma de acordo com a duração do

mestrado.

Considerações Finais a critério do CEP:

O Colegiado acata o parecer do relator.

Situação do Parecer:

Aprovado

Necessita Apreciação da CONEP:

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