terça-feira, 10 de agosto de 2010
Biofísica da Visão - Conclusão
Verifica – se que com essa forma de abordagem nós alunos (as) tivemos mais interesse em pesquisar sobre o tema e acreditamos que assim outras pessoas se interessaram pelo assunto.
Concluímos também que esse tema é bastante interessante, pois descobrimos várias coisas novas sobre a nossa visão, com o exemplo de que não se podem usar quaisquer óculos, devemos sempre consultar nosso oftalmologista para sabermos se devemos usar óculos de grau ou até mesmo para saber se podemos usar lentes de contato ou óculos escuros.
Biofísica da Visão - Olho e Máquina fotográfica
Olho e máquina
O olho humano tem os mesmos princípios que uma máquina fotográfica. E o cérebro tem a função de reprojetar a imagem obtida pelo olho humano, fornecendo a visão real do objeto.
A coróide possui células pigmentadas responsáveis pela coloração dos nossos olhos.
Comparando a máquina fotográfica, a coróide faz o papel da câmera obscura, que absorve o excesso de luz que possa entrar na máquina através do seu diafragma (correspondente a pupila do olho).E na porção anterior do globo, através da córnea, transparente e que funciona como um filtro que proteger a lente, pode-se ver uma área circular da coróide, que nesse ponto é mais fina e recebe o nome de íris. No centro da íris há um orifício circular – a pupila, com capacidade de aumentar ou diminuir seu diâmetro, regulando assim a quantidade de luz que penetra nos olhos, é como o diafragma da máquina fotográfica.
O cristalino, corpo em forma de lente biconvexa fica situado logo atrás da íris e da pupila, e o espaço que fica entre o cristalino e o fundo do olho é preenchido por um material gelatinoso e transparente chamado humor vítrio; e entre a córnea e a íris se situa o humor aquoso, ambos responsáveis pela refração de luz e se comportam como uma única lente convergente, que produz do objeto observado uma imagem real, invertida e reduzida; que será nítida quando recair sobre a retina.
Porém, quando o objeto se aproxima do olho, os músculos ciliares comprimem o cristalino, diminuindo o raio de curvatura de suas faces, ocasionando uma diminuição na distância focal, ou seja, haverá uma distância do objeto ao olho ainda permitindo uma visão nítida.
A luz penetra nos olhos, atravessa todos os seus segmentos e deve projetar-se na retina, precisamente na macula lútea (situado no fundo do olho -onde a imagem será projetada pelo cristalino, funciona como o filme da máquina). Nesse ponto a, a luz atravessa toda a estrutura da retina e vai se refletir na camada pigmentada (última camada da retina e que a separa da coróide). Só então, ela irrita os cones e bastonetes, responsáveis pela distinção das cores, que desenvolvem um impulso nervoso (potencial de ação).
O impulso nervoso que leva ao cérebro as impressões provocadas pelas radiações luminosas é rigorosamente processado ou analisado nos centros da visão e de associação de dados do córtex cerebral.
Disso resulta a noção de visão e a interpretação da imagem dentro de certa lógica. Às vezes, os dados que chegam ao cérebro tornam-se difíceis de serem analisados e, nessa condição, o indivíduo tem as chamadas “ilusões de óptica”.
Biofísica da Visão - Correção dos defeitos da visão
A correção dos defeitos da visão
Para ter uma visão normal, um grande número de pessoas necessita do uso de óculos ou de lentes de contato. Esta é a forma habitual de compensar os defeitos da visão ou ametropias, que incluem a miopia, a hipermetropia, o astigmatismo e a presbiopia. Muitas, entretanto, em decorrência da profissão ou do tipo de trabalho que realizam, necessitam de uma visão de qualidade sem a utilização de óculos ou de lentes de contato.
Nos portadores de grau alto ou nos casos em que existe uma grande diferença de grau entre os dois olhos, os óculos podem não proporcionar uma visão satisfatória.
O uso de lentes de contato como alternativa para correção da visão também tem limitações. Muitas pessoas não podem ou não conseguem usar lentes de contato.
Além disso, os óculos e as lentes de contato não têm efeito curativo, ou seja, o seu uso não leva ao desaparecimento ou à diminuição da ametropia.
As situações anteriormente descritas, somadas às vantagens estéticas, têm estimulado o desenvolvimento de diversas técnicas para correção das ametropias.
Na atualidade, modernos equipamentos de Excimer Laser permitem que o oftalmologista realize com precisão e eficiência, as cirurgias de correção da miopia, hipermetropia, astigmatismo e, em alguns casos, de presbiopia ou vista cansada.
Excimer Laser na correção das ametropias
Um laser é um equipamento capaz de produzir um feixe de luz intenso, que pode ser focalizado em uma pequena área. O Excimer Laser utiliza a mistura dos gases Argônio e Flúor para produzir um feixe invisível de luz ultravioleta. Esta luz, de pequeno comprimento de onda e alta energia, aplicada sobre uma pequena área da córnea, é capaz de romper as ligações entre as moléculas, num processo conhecido como foto-ablação. O resultado é uma precisa e segura remoção de tecido, em escala microscópica, controlada por computador. Aplicado sobre a córnea o laser altera sua curvatura, corrigindo o grau existente.
Diversas inovações tecnológicas foram incorporadas ao Excimer Laser nos últimos anos. A forma com que o laser é aplicado sobre a córnea (flying spot), o dispositivo que faz com que a mira do laser acompanhe os movimentos do olho (eye-tracker) e a ablação personalizada, contribuíram sobremaneira para maior segurança na aplicação do laser e melhora dos resultados cirúrgicos.
O desenvolvimento de equipamentos como o Orbscan e o Aberrometro, representou também um grande avanço na cirurgia refrativa, permitindo a identificação e avaliação das alterações das superfícies da córnea e do sistema óptico do olho. O tratamento pode ser planejado de forma individualizada e personalizado, com melhora significativa do resultado visual.
Diversas inovações tecnológicas foram incorporadas ao Excimer Laser nos últimos anos. A forma com que o laser é aplicado sobre a córnea (flying spot), o dispositivo que faz com que a mira do laser acompanhe os movimentos do olho (eye-tracker) e a ablação personalizada, contribuíram sobremaneira para maior segurança na aplicação do laser e melhora dos resultados cirúrgicos.
O desenvolvimento de equipamentos como o Orbscan e o Aberrometro, representou também um grande avanço na cirurgia refrativa, permitindo a identificação e avaliação das alterações das superfícies da córnea e do sistema óptico do olho. O tratamento pode ser planejado de forma individualizada e personalizado, com melhora significativa do resultado visual.
Quem pode se submeter ao tratamento?
A decisão sobre quem pode se submeter ao procedimento é tomada com base nos dados obtidos no exame oftalmológico e nos exames que avaliam as condições do olho, e da córnea em especial. A maioria das pessoas que não apresentam doença ocular podem se submeter à cirurgia com o excimer laser. Para se submeter ao tratamento, é importante que o grau esteja estável.
Biofísica da Visão - Defeitos Visuais
Até agora foram analisados o princípio de funcionamento do olho humano como sistema óptico, para o caso do olho normal ou emétrope, ou seja, o olho capaz de focar na retina feixes de raios paralelos, sem necessidade de acomodação, isto é, o foco imagem encontra-se na retina. Quando isto não acontece, o olho diz-se amétrope.
Miopia
A distância da lente divergente ao olho é pequena; podemos então concluir que a distância do ponto remoto ao olho é igual à distância focal da lente divergente, ou seja, o ponto remoto do míope deverá coincidir com o foco-imagem da lente divergente. A finalidade da lente divergente é, pois, fazer com que os raios de luz que incidem no olho pareçam originar-se do ponto remoto PR. O ponto próximo de um olho míope encontra-se mais perto do olho do que no caso de um olho normal.
Sem utilização de lentes corretoras, o olho míope não pode ver nitidamente os objetos que se encontram entre o seu ponto remoto e o infinito, mas apenas os que se encontram dentro da sua zona de acomodação.
Hipermetropia
O ponto próximo de um hipermétrope encontra-se mais afastado do olho do que no caso de um olho normal. No caso de um objeto (A) colocado a 25 cm do olho, a lente convergente fornece uma imagem (A') situada sobre o ponto próximo do hipermétrope.
Presbiopia
A presbiopia costuma ocorrer em pessoas de idade avançada (daí esta anomalia ser conhecida por "vista cansada").Fundamentalmente, o fenômeno consiste num aumento gradual da distância mínima de visão distinta como conseqüência da diminuição da elasticidade do cristalino e dos músculos ciliares.
Uma lente convergente corrige o defeito, fazendo com que objetos próximos sejam vistos com nitidez. Deste modo, é comum uma pessoa idosa ter necessidade de usar óculos com lentes bifocais: a parte inferior, de natureza convergente, corrige a presbiopia; a parte superior corrige outro tipo de defeito.
Astigmatismo
O astigmatismo é uma anomalia de visão caracterizada pela forma não esférica da córnea. O olho astigmático forma sobre a retina as imagens dos objetos sem nitidez ocasionando, portanto, uma visão sombreada dos objetos observados. A correção do astigmatismo é feita através de lentes cilíndricas.Biofísica da Visão - Cor dos Olhos
Cor dos olhos
Nos primeiros dias de vida, a cor dos olhos do bebê não é muito definida (cinza escuro). À medida que o tempo passa, a cor tende a se firmar entre azul, verde ou castanha.
Isso acontece porque a quantidade de melanina ainda é reduzida na íris de recém-nascidos e é ela a responsável por produzir o efeito de cor dos nossos olhos.
A íris fica localizada atrás da córnea e possui um orifício no seu centro chamado pupila - que é negra devido a escuridão dentro do nosso olho. Se fosse possível acender uma lâmpada dentro do olho, a pupila ficaria iluminada como a janela de um prédio vista a noite.
A cor dos olhos do bebê muda entre 3 e 6 meses de idade, mantendo-se inalterada após esta época. Ela depende da quantidade de melanina geneticamente projetada para o bebê, porém existem alguns fatores que podem interferir na cor ao logo da vida. Um exemplo é o medicamento bimatoprosta, usado para tratar o glaucoma, que pode alterar a cor íris clara (azul/verde) para castanho.
Algumas doenças ou alterações genéticas como as uveítes e o albinismo também afetam a cor. O albino pode ter o olho cor de rosa, tão pouca é a pigmentação da sua íris.
A profusão de raças no Brasil causada pelas migrações, afeta diretamente a formação genética desta característica. Temos pessoas morenas de olhos verdes e pessoas loiras de olhos castanhos.
Isso acontece porque a quantidade de melanina ainda é reduzida na íris de recém-nascidos e é ela a responsável por produzir o efeito de cor dos nossos olhos.
A íris fica localizada atrás da córnea e possui um orifício no seu centro chamado pupila - que é negra devido a escuridão dentro do nosso olho. Se fosse possível acender uma lâmpada dentro do olho, a pupila ficaria iluminada como a janela de um prédio vista a noite.
A cor dos olhos do bebê muda entre 3 e 6 meses de idade, mantendo-se inalterada após esta época. Ela depende da quantidade de melanina geneticamente projetada para o bebê, porém existem alguns fatores que podem interferir na cor ao logo da vida. Um exemplo é o medicamento bimatoprosta, usado para tratar o glaucoma, que pode alterar a cor íris clara (azul/verde) para castanho.
Algumas doenças ou alterações genéticas como as uveítes e o albinismo também afetam a cor. O albino pode ter o olho cor de rosa, tão pouca é a pigmentação da sua íris.
A profusão de raças no Brasil causada pelas migrações, afeta diretamente a formação genética desta característica. Temos pessoas morenas de olhos verdes e pessoas loiras de olhos castanhos.
Biofísica da Visão - Percepção das cores
As cores só existem se três componentes estiverem presentes: um observador, um objeto e luz. Apesar da luz branca ser normalmente encarada como "sem cor", na realidade ela contém todas as cores do espectro visível. Quando a luz branca atinge um objeto ele absorve algumas cores e reflete outras; somente as cores refletidas contribuem para a interpretação da cor feita pelo observador.
A percepção das cores: nossos olhos e a visão
O olho humano sente o espectro de cores usando uma combinação da informação vinda de células localizadas no olho, chamadas de cones e bastonetes. Os bastonetes são mais adaptados a situações de pouca luz, mas eles somente detectam a intensidade da luz, os cones, por outro lado, funcionam melhor com intensidades maiores de luz e são capazes de discernir as cores. Existem três tipos de cones nos nossos olhos, cada um especializado em comprimentos de luz curtos (S), médios (M) ou longos (L). O conjunto de sinais possíveis dos três tipos de cones define a gama de cores que conseguimos ver. O exemplo abaixo ilustra a sensibilidade relativa de cada um dos tipos de células cone para todo o espectro de luz visível -- de ~400nm a 700 nm.
Selecione Modo: | Células Cone | Luminosidade |
Dados cortesia de 'Colour and Vision Research Laboratories' (CVRL), UCL
Note como cada tipo de célula não só se especializa em uma cor, mas também tem níveis variáveis de sensibilidade ao longo de uma gama de comprimentos de onda. Mova o mouse sobre "luminosidade" para ver quais cores contribuem mais para a percepção de brilho. Note também como a percepção humana de cores é mais sensível a luz na região amarelo-verde do espectro; essa informação é utilizada nas chamadas "bayer arrays" nas câmeras digitais modernas.
Misturando cores por adição e subtração
Praticamente todas as cores visíveis podem ser produzidas utilizando alguma mistura de cores primárias por combinação aditiva ou subtrativa. O processo aditivo cria cores adicionando luz a um fundo preto, o processo subtrativo usa pigmentos ou tinturas para, seletivamente, bloquear a luz branca. A compreensão de cada um desses processos é a base fundamental para entender a reprodução de cores.
Aditivo | Subtrativo |
As cores nos três círculos exteriores são chamadas de primárias e são diferentes em cada um dos diagramas. Aparatos que se baseiam em cores primárias para representar cores só podem produzir uma gama limitada de cores. Os monitores de computador, por exemplo, emitem luz para produzir cores através do processo aditivo; impressoras, por outro lado, usam tinta, ou pigmento, para absorver a luz, através do processo subtrativo. é por isso que a grande maioria de monitores usa uma combinação de pixels vermelho, verde e azul (o que é comumente chamado de RGB, do inglês "red, green and blue"). As impressoras, por sua vez, usam (pelo menos) tintas das cores ciano, magenta e amarelo (o que é chamado de CMY, do inglês "cyan, magenta and yellow"). Muitas impressoras também utilizam a tinta preta (abreviado, nesse caso, por CMYK, onde o K vem de "blacK"), já que uma combinação de CMY não é capaz de produzir preto profundo.
Mistura de Cor Aditiva | Mistura de Cor Subtrativa | |||||
Vermelho + Verde | ---> | Amarelo | Ciano + Magenta | ---> | Azul | |
Verde + Azul | ---> | Ciano | Magenta + Amarelo | ---> | Vermelho | |
Azul + Vermelho | ---> | Magenta | Amarelo + Ciano | ---> | Verde | |
Vermelho + Verde + Azul | ---> | Branco | Ciano + Magenta + Amarelo | ---> | Preto | |
Processos subtrativos são mais suscetíveis as mudanças na luz ambiente já que eles dependem dessa luz para produzir as cores. Cores impressas normalmente necessitam de um tipo específico de luz para reproduzir fielmente as cores que são vistas em uma tela.
Propriedades da cor: Tom e Saturação
A cor tem dois componentes únicos que a separa da luz acromática: tom e saturação. Descrever cores usando essas termos pode ser altamente subjetivo, mas cada um deles pode ser ilustrado mais objetivamente se inspecionarmos o espectro de cor da luz.
As cores que vemos todos os dias não são compostas de luz de apenas um comprimento de onda, mas contém uma grande gama de comprimentos de onda. O tom de uma cor descreve qual comprimento de onda parece ser o mais dominante. O objeto cujo espectro é mostrado abaixo seria percebido como azulado, mas contém registros de vários outros comprimentos de onda.
A saturação de uma cor é a medida de sua pureza. Uma cor muito saturada é uma cor que contém um conjunto muito estreito de comprimentos de onda e aparenta muita ser muito mais pronunciada que uma cor similar menos saturada. O seguinte exemplo ilustra o espectro para ambos uma cor azul saturada e uma não saturada.
Selecione o Nível de Saturação: | Baixa | Alta |
Biofísica da Visão - Como enxergamos?
Os raios de luz atravessam a córnea (cúpula transparente localizada sobre a superfície do olho) e chegam à pupila (a área preta no centro da íris). A íris controla a quantidade de luz que entra, abrindo e fechando como uma lente de máquina fotográfica, dependendo da iluminação do ambiente (maior quantidade de luz se estivermos em ambientes escuros e menor, em ambientes claros). Atrás da íris encontra-se o cristalino, uma lente com a função de focar a luz para a retina, esta considerada uma das partes mais nobres do olho.
Da retina, os feixes luminosos são convertidos em impulsos elétricos. Esses impulsos elétricos são então transmitidos ao cérebro através do nervo óptico (que emerge na parte posterior do olho). O nervo óptico de cada olho divide-se e a metade das fibras nervosas de cada lado cruza para o lado oposto no quiasma óptico. Por causa dessa disposição, o cérebro recebe informações tanto do campo visual esquerdo quanto do direito através de ambos os nervos ópticos. Finalmente, a imagem focalizada consegue ser identificada e vista.
Da retina, os feixes luminosos são convertidos em impulsos elétricos. Esses impulsos elétricos são então transmitidos ao cérebro através do nervo óptico (que emerge na parte posterior do olho). O nervo óptico de cada olho divide-se e a metade das fibras nervosas de cada lado cruza para o lado oposto no quiasma óptico. Por causa dessa disposição, o cérebro recebe informações tanto do campo visual esquerdo quanto do direito através de ambos os nervos ópticos. Finalmente, a imagem focalizada consegue ser identificada e vista.
Biofísica da Visão - Estrutura do globo ocular
A estrutura do globo ocular
A formação da imagem visual depende de uma rede integrada, de estrutura complexa, da qual os olhos são apenas uma parte desse sistema, envolvendo aspectos fisiológicos, função sensório-motora, perceptiva e psicológica.
A capacidade de ver e interpretar as imagens visuais depende fundamentalmente da função cerebral de receber, codificar, seleccionar, armazenar e associar essas imagens a outras experiências anteriores.
O olho é constituído de três túnicas dispostas concentricamente:
1) Camada externa (fibrosa) – formada pela esclera (ou esclerótica) e pela córnea.
2) Camada média ou túnica vascular – constituída pelo coróide, pelo corpo ciliar e pela íris.
3) Camada interna nervosa (fotossensitiva) – composta pela retina, que se comunica, através do nervo óptico, com o cérebro.
Além disso, o olho possui a lente ou cristalino, uma estrutura biconvexa transparente. Em frente ao cristalino, há uma expansão pigmentada e opaca da camada média, que o recobre em parte, a íris, que é quem dá a “cor ao olho”.
No olho há três compartimentos, que são os seguintes:
1) Câmara anterior – situada entre a íris e a córnea.
2) Câmara posterior – situada entre a íris e o cristalino.
3) Espaço vítreo - situado atrás do cristalino e circundado pela retina.
Nestas câmaras há um líquido que contém proteínas, o humor aquoso. O espaço vítreo apresenta-se cheio de uma substância gelatinosa, o corpo vítreo.
A retina fica na parte interna do globo ocular e é formada por duas porções: posterior sensitiva e anterior não-sensitiva ou cega.
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