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Biofísica da Visão
Fotorrecepção
Formação da imagem
Biofísica – Vet. 2019 - FCAV/UNESP
Receptores
Estímulos externos
Energia
eletromagnética
Transmissão
Processamento
Sistemas
sensoriais
Formação de imagens
no córtex visual
SNCVia aferente
Vias de comunicação do sistema nervoso
Visão - Sistema sensorial
Estímulo – energia
Receptor
Sistema nervoso interpreta
LUZ ➔ maioria dos seres vivos respondem a ela
Visão - transdução de fótons de luz em sinais elétricos
FOTORRECEPÇÃO
Interpretação pelo SNC
células fotorreceptoras ➔ conjunto de proteínas
(opsinas) que capturam fotóns de luz e geram sinais
elétricos
OLHOS ➔ órgãos fotorreceptores
• estrutura física diferenciada/especializada
• mecanismo de transdução
Luz ➔ radiação eletromagnética
Mamíferos - ondas eletromagnéticas - 400 e 750 m (luz visível)
ANATOMIA DO OLHO HUMANO
Músculos reto medial e lateral
movimento no plano horizontal
Músculos reto superior e
inferior e oblíquos superior e
inferior
movimento no plano vertical
e rotação do olho
Ácido hialurônico
Limbo
Glaucoma
CATARATA
cão gato
CORÓIDE
Tapete lucidum
Camada coroidea especializada (transparente)
Permite reflexão da luz
Animais noturnos
Fundo de olho – tapete lucidum
Fundo de olho
Diagnóstico (diabetes, glaucoma)
Ponto cego
Fóvea
Esclerótica
Músculos lisos radiais e circulares
Iris
Pupila
ÍRIS E PUPILA
ÍRIS E PUPILA
Felinos – fenda vertical
cabraPupilas em formato de fenda variam
de tamanho - até 300 x
Pupilas humanas, circulares - variação
entre a contração e a dilatação
máximas - 15 x
Pupilas em fenda – visão de
profundidade, foco com maior
resolução
Predador
Animais de casco – fenda horizontal
Visão de campo panorâmico,
expandido, mesmo quando estão
com a cabeça para baixo, enquanto
comem
Presas
REFLEXO PUPILAR
Dilatação da pupila
(midríase)
•S.N. Simpático
•Contração da musculatura
lisa radial
Constrição da pupila
(miose)
•S.N. Parassimpático
•Contração da musculatura
lisa circular
❖
ATROPINA ➔ inibe
acetilcolina
Comportamento da pupila
Reconhecimento de intoxicações e doenças neurológicas
Estreitamento – ingestão de papoula/derivados
Dilatação – ingestão de beladona, botulismo, patologias do
nervo ótico e retina
Closantel é um anti-helmíntico utilizado
principalmente em bovinos, ovinos e
caprinos.
Lesões mais evidentes: edema mielínico
no SNC, degeneração no nervo óptico,
redução da camada fotorreceptora e/ou
camadas nucleares da retina.
Fonte:
Furlan, F.H. et al. Intoxicação por closantel em ovinos e
caprinos no Estado de Santa Catarina. Pesq. Vet. Bras. v. 29,
p.89-93, 2009.
ÁREA VISUAL NO CÓRTEX
Campo de visão
CAMINHO VISUAL
Lesões
CAMINHO VISUAL
Retina
Tálamo
Córtex visual
COMO NÓS ENXERGAMOS?
Raios de luz (objeto) ➔ IMAGEM REAL, MENOR E INVERTIDA (sobre a
retina)
Abertura do olho - passagem de luz por uma lente e projeção num
anteparo (imagem é recebida e registrada).
Nervo Óptico ➔ transmissão de informações da retina para o cérebro
(inversão da imagem - posição normal)
Sistema óptico - olho
Dioptrias
DISTÂNCIA FOCAL
Dioptrias
F
F
F
Capacidade do cristalino em mudar de forma para ajustar a
imagem no foco
Acomodação
Acomodação
Capacidade do cristalino em mudar de forma
Mudança do
cristalino
durante a
acomodação.
Músculo
ciliar.
Ligamentos
suspensores.
Capacidade de acomodação Ponto próximo
10 anos 7cm
30 anos 15cm
50 anos 40cm
70 anos 200cm
PONTO PRÓXIMO DE VISÃO (PONTO DE
ACOMODAÇÃO)
Ponto mais próximo ao olho em que um objeto pode ser focalizado
com clareza por acomodação do cristalino. Ponto máximo de
acomodação.
Avanço da idade ➔ afastamento do ponto próximo de visão
PRESBIOPIA ➔ corrigida pelo uso de óculos com lentes convexas
RETINA
Cinco principais tipos
celulares:
❖ Fotorreceptores
cones e
bastonetes
❖ Células bipolares
❖ Células ganglionares
❖ Células horizontais
❖ Células amácrinas
Retina
Distinção de 10 camadas
Retina Retina de coelho
Cones e bastonetes
Retina humana: 120
milhões de bastonetes; 6
milhões de cones
FÓVEA CENTRAL
❖ Aves de rapina - 2 fóveas ❖ Na fóvea não há bastonetes
FÓVEA CENTRAL
Retina humana: 120 milhões de bastonetes; 6 milhões de cones
Retina de animais diurnos ou noturnos – varia a relação de cones e
bastonetes
•Bastonetes ➔ extremamente sensíveis à luz; visão noturna (escotópica)
•Cones ➔ apresentam limiar mais alto de luz; visão diurna (fotópica)
• Bastonetes ➔ presente em toda a retina
• Cones ➔ concentração na fóvea
Cones Bastonetes
ESTRUTURA DOS FOTORRECEPTORES
RODOPSINA - Pigmento fotossensível dos bastonetes
IODOPSINA - Pigmento fotossensível dos cones
Corrente do ESCURO
Despolarizante
Corrente do CLARO
Hiperpolarizante
NOS BASTONETES
VISÃO BINOCULAR
Posição dos olhos altera o
campo visual e a visão
binocular
Percepção espacial e de
profundidade
OLHO EMÉTROPE
Defeitos visuais
DEFEITOS DE REFRAÇÃO
DEFEITOS DE REFRAÇÃO
DEFEITOS DE REFRAÇÃO E CORREÇÃO
Lentes côncavas
Lentes convexas
Cavalos – 50 a 80% emétropes
- 1 a 30% míopes
- restante – hipermétropes
Bovinos – 70% míopes
Cães – 22% emétropes
- 55% míopes
- 23% hipermétropes
CONES
Três tipos de cones (cores primárias):
❖ Verde
❖ Vermelho
❖ Azul
Percepção das cores
DALTONISMO
Discromatopsia ou Discromopsia
Pranchas de Stilling e Ishihara
Químico John Dalton ➔ famoso por sua teoria atômica
Anos 90 ➔ mutação gênica
Percepção de Cores de Ishihara
Teste inventado pelo oftalmologista japonês Shinobu Ishihara em 1917
Visão normal – 74
Daltônico (vermelho e verde) – 21
Vermelho e verde8 % homens
1 % mulheres
Dalton e Sam eram daltônicos
Dois macacos ficaram curados de daltonismo com terapia genética
Uma equipe das universidades de Washington e da Flórida recorreu à terapia genética para curar o
daltonismo em dois macacos. O trabalho, que poderá ter consequências no tratamento de doenças
que envolvem as células cone em humanos, foi publicado na revista Nature. Uma das conclusões
mais relevantes é mostrar que é possível tratar estes problemas de visão em adultos, quando já não
temos a plasticidade cerebral dos primeiros anos.
Como os cientistas conseguiram avaliar e acompanhar o daltonismo em dois macacos? Com muito
treino e testes e com muitos anos de dedicação. Segundo o trabalho, Dalton e Sam são
acompanhados pela equipe há cerca de dez anos. Os dois macacos foram submetidos a diversas
provas, algumas semelhantes às que são feitas a crianças em todo o mundo e a exames em frente
ao computador.
Pesquisadores da Universidade de Manchester, no Reino Unido,
desenvolveram e testaram um tratamento em que o gene de um pigmento
que detecta a luz (rodopsina) foi inetado nos olhos de ratos cegos.
Após o tratamento, um teste simulava um ataque de coruja, em vídeo, no
qual os ratos demonstraram resposta positiva,
“O que podemos dizer é que os ratos normais reagiram à coruja da mesma
forma que os ratos deficientes visuais tratados, enquanto os ratos não
tratados não fizeram nada“, relatou um pesquisador do grupo.
A abordagem pretende atender a todos os tipos de cegueira, causados por
danos ou não, recuperando as células receptoras de luz.
Cientistas encontram cura para cegueira através da substituição de
células de visão nos olhos