Como funciona a retina?

Neste capítulo, discutiremos a base neurológica da visão no nível da retina e, para isso, veremos o processo de fotoquímica e transdução na retina, os fenômenos de convergência de foto-receptores nas células ganglionares e nas redes neurais da retina. inibição lateral, que permite explicar a percepção dos contrastes e que constitui o primeiro ponto-chave na visão dos objetos.

Como funciona a retina?

Neste capítulo, discutiremos a base neurológica da visão no nível da retina e, para isso, veremos o processo de fotoquímica e transdução na retina, os fenômenos de convergência de foto-receptores nas células ganglionares e nas redes neurais da retina. inibição lateral, que permite explicar a percepção dos contrastes e que constitui o primeiro ponto-chave na visão dos objetos.

Visão fotoquímica

A atmosfera terrestre só permite ser atravessada por radiações entre 300 e 1100 nm e comprimentos de onda superiores a 850 nm, seus quants de engery, têm um nível energético insuficiente para isomerizar as moléculas orgânicas. Por outro lado, energias menores que 300 nm podem destruir algumas proteínas.

O sistema visual usa a banda entre 380 e 780 nm. A reacção fotoquímica é a acção de um fotão (quantum de luz), um átomo, elétrons excite fazendo saltar para uma órbita periférica, átomo sobreelevando energia para provocar a clivagem da molécula.

A luz na retina do olho

A reação fotoquímica na retina consiste na ação de fótons de luz sobre os pigmentos dos fotorreceptores, causando hiperpolarização de suas membranas externas.

Um 20º a fóvea (área de sensibilidade máxima), com comprimento óptimo 510 nm, sabe-se que a energia mínima para influenciar o olho para o efeito gerado fotoquímica e um sinal visual é iniciada é, x 2,1 10 -10 até 5,7 x 10 -10, dependendo da espécie. Considerando-se a absorção e reflexão da luz na córnea e outros tecidos do olho, sabemos que a 6 14 suficiente de fotões para iniciar o sinal de activação de fotorreceptores.

KUHNE (1879) foi o primeiro a isolar uma substância fotossensível na retina, localizada no segmento externo das bengalas, chamando-a eritropsina devido à sua cor laranja-avermelhada brilhante. Ele recebeu rodopsina quando usou o prefixo grego "rodhos", que significa rosa.

como funciona a retina

Rodopsina

A rodopsina é uma proteína conjugada incluída na dupla camada lipídica do artigo externo dos bastões, em seus discos.

É composto pela glicoproteína opsina e pelo isómero 11-cis do aldeído VitA ou retinal, com um peso molecular de 27.000 e 41.000 daltons, respectivamente. Quando a molécula de rodopsina é exposta à luz, a 11cis da retina, cuja estrutura é inclinada e ligada à opsina, sofre a transformação para uma configuração rectilínea, retiniana e trans. A isomerização da retina é seguida pela dissociação da molécula na opsina livre e em todas as trans.

Quando um fotão é absorvida por esta rodopsina descolorir rapidamente, é activado, passa da retina de cis para trans formar moléculas e são clivadas causando a hiperpolarização da membrana externa de fotorreceptores na sequência de uma sequência de bioquímica é conhecida como fototransdução e mostrado na figura:

Luz na retina do olho

Processo de absorção de luz na retina

Quando o fóton atinge a retina, ele deve ser absorvido pelo foto-receptor, o sinal será ampobrigado a ser totalmente eficaz, através da cascata enzimática.

As reações bioquímicas que ocorrem terminam com a hidrólise do GMP cíclico e o fechamento dos canais de sódio e cálcio. A ação do fóton no receptor foto desencadeia hiperpolarização do segmento externo é o que chamamos de potencial de repouso, e têm diferentes varas de comprimento e cones, que pode ser prorrogado até 1 seg, o que explicaria por que uma imagem que é projetada em a retina, por um milionésimo de segundo, pode produzir a sensação de que continuamos a ver essa imagem por mais de um segundo (pós-imagem).

Na maioria das células do organismo, há uma maior concentração de sódio no exterior em relação ao interior e, ao contrário, no caso do potássio, mais concentrado no interior em relação ao exterior. Este gradiente é mantido graças à ação da enzima sódio-potássio ATPase. Uma situação diferente ocorre no foto-receptor. No escuro, a membrana plasmática do segmento externo é muito permeável ao sódio, enquanto o segmento interno, sua membrana plasmática, é muito pouco permeável ao sódio e muito mais potássio.

O sódio entra no segmento externo através dos canais de sódio (proteínas de membrana), difunde-se no segmento interno e, em seguida, sai para fora pela ação da enzima ATPase. Estabelece-se o que chamamos de corrente escura (HAGINS 1970). A entrada de sódio é o que causa a despolarização no foto-receptor, mantendo abertos os canais de cálcio que existem no botão sináptico. Isso produz uma liberação constante de neurotransmissor, glutamato, em direção à célula bipolar.

O que acontece quando a luz atinge a retina?

Quando a luz atinge a retina, esse fluxo de íons é bloqueado. Quase exponencialmente, a entrada de sódio é interrompida de fora, o que significa que o interior da membrana se torna mais eletronegativo. Sai de sódio segmentos interiores e não entra no segmento exterior, hiperpolarização, ou seja, reduzida corrente escura, e a libertação do neurotransmissor é reduzida na sinapse (glutamato) e é produzido um sinal que vai ser gerado como resultado, a gênese dos potenciais de ação nas células ganglionares.

A ação da luz reduz a concentração de GMP cíclico, resultando em bloqueio na entrada de sódio. Há também um bloqueio na ingestão de cálcio. O aumento da concentração de sódio no exterior ativa o que conhecemos como uma bomba de troca sódio-cálcio, que provoca a liberação de cálcio do segmento externo.

A redução de cálcio intracelular inibe a fosfodiesterase e granulatociclasa activo e reabrir os canais de sódio e de cálcio, a recuperação do fotorreceptor após excitação com luz, pronto para a chegada de um novo fotão.

mecanismo de recepção de luz na retina

Cones e bastões

Processamento neuronal através da convergência

Ao observar as conexões de cones e bastonetes com outros neurônios na retina, notaremos que há um nível diferente de convergência em cada um desses fotorreceptores.

La A convergência dos bastões é maior que a dos cones. Admite uma média de bastões 120 convergindo em uma única célula ganglionária, enquanto apenas seis cones convergem em um gânglio. Essa redução é ainda maior na fóvea, onde temos conexões unitárias, um cone ganglionar, ou seja, não haveria convergência, seria uma conexão direta na fóvea.

Essa diferença entre cones e bastões explica que a visão mediada por cone é mais precisa na detecção de detalhes, enquanto as hastes têm melhor sensibilidade ao contraste e menos sensibilidade aos detalhes, agora veremos isso em detalhes.

A retina e o contraste

o bastões são mais sensíveis do que cones de contraste porque eles precisam de menos luz para gerar uma resposta e, especialmente por causa do fenômeno da convergência, que determina uma soma das intensidades.

Se tivermos duas células ganglionares necessitam cada 5 unidades de intensidade para ser activado, e o primeiro tem um conjunto de cinco hastes convergentes sobre ele e sobre o segundo para a ligação de um único cone atinge quando chegam unidade 1 estímulos intensidade, por exemplo, que ocupa uma área fotorreceptores 5 activos, as hastes são estimulados e cada unidade de enviar 1 em convergência ganglionar cl adicionando unidades 5, o mínimo necessário para activar, enquanto que no caso de os cones, quando ativados, enviam apenas um sinal da unidade 1 e, se o estímulo ativa os cones 5, como cada um se conecta com um cl. ganglionar, sempre alcança o cl. unidade ganglionar 1, não há efeito de somação como nas hastes já que não há convergência múltipla, pois este estímulo excita a célula ganglionar das hastes, mas não as células ganglionares dos cones. Isso explica por que as canas são mais sensíveis à luz do que os cones.

Capacidades da retina para perceber detalhes

Quando analisamos a capacidade de detectar detalhes, vemos que o fenômeno da convergência produz o efeito oposto. Nos cones da fóvea, obrigado a todos conexiona com um nó, permite a resolução da informação é maior, podemos analisar o ponto de imagem por ponto, enquanto bengalas, como convergem vários em um nó, a informação é diluído e a resolução cai. Isso determina o conceito de acuidade visual ou a capacidade de perceber os detalhes.

No escuro, a acuidade visual diminui porque os cones param de funcionar e a visão é devida apenas à ação dos bastões, com menos capacidade de resolução que os cones, por isso vemos menos claros.

Excitação e inibição de fotorreceptores na retina

Todos os sistemas neurais trabalham com redes neurais que formam circuitos. Ou seja, um conjunto de neurônios conectados entre si. Quando estamos na situação da fóvea, onde cada cone tem o seu nó, a activação de um cone-ganglionar, que não é afectado pela estimulação de outros cones adjacentes, ao passo que na retina periférica, onde predominam fenómenos de convergência a ativação de um bastão ou bastões mais contíguos, determina variações no gânglio onde convergem assim, quanto mais hastes são estimuladas, maior a frequência de resposta no gânglio, como visto na figura.

sistema neural da retina
excitação da retina

O circuito pode ser complicado, sobretudo quando os neurónios excitatórios, como no exemplo acima, aparecer ao lado de neurónios inibitórios, como na figura a seguir, em que A e bloco C para gânglio nó B. Se o estímulo cai sobre os receptores centrais, 3- 4-5, o nó B é activado e dá um efeito excitatório, mas, se o estímulo é maior na superfície e fotorreceptores 2 e 6 animado, um gânglio e C é parcialmente activado e um efeito inibitório sobre gânglio B que reduz sua ativação. Se o tamanho do estímulo aumenta e activa a todos os receptores, são adicionados e activada de forma mais potente do gânglio A e C e 1 7, em que o inibidor sobre o efeito de B é mais potente e resposta completa é menos .

Recorde-se que a retina é formado por vários tipos de células e a activação do receptor, cone ou vara, que gera estímulos que atingem o gânglio através da bipolares, células horizontais e amácrinas, o que sugere que é possível criar circuitos muito diversificada, com vias de excitação ou inibição. Essas possibilidades nos permitem entender o conceito de campou receptor.

No exemplo anterior, teríamos um campou receptor correspondente a um cel. ganglionar, neste caso B, do tipo centro ON e periferia OF, também chamado de on ou de centro-periferia, pois se a zona central é estimulada, é dada uma resposta de ativação positiva, mas se a zona periférica é ativada , a resposta de B é inibida e, se todos os receptores desse gânglio B forem ativados, uma resposta mínima é dada, uma vez que a excitação da zona central é inibida pela zona periférica. Este tipo de resposta, periferia central, pode ocorrer da maneira que acabamos de ver ou, um pouco mais complicada, o gangliônico A e C não podem contatar B diretamente, e indiretamente conectando células, como horizontal e amacrina, que transmitem o efeito inibitório, como no exemplo anterior, mas nos permitirá entender melhor o que conhecemos como inibição lateral, chave para a detecção de contrastes.

circuito neural da retina

inibição lateral foi demonstrada em 1956 por Hatline, Wagner e Ratliff, usando a espécie de Limulus caranguejo e permitiu demonstrar a estimulação de receptores adjacentes pode inibir a resposta de um receptor central, como mostrado na Fig.

Inibição lateral

Processamento e percepção neuronal

O fenômeno de inibição lateral Ele nos permite explicar fenômenos como a grade de Hermann, onde, ao olhar para a grade como um todo, vemos que nas interseções existem pontos cinzas, pontos que desaparecem se olharmos diretamente para a interseção, mostrando que eles não são reais.

grade de hermann

Grade de Hermann

A figura mostra que o nó A, o qual está entre os dois corredores, ele chega a inibição 4 gânglio circundante, enquanto que o nó B, que está no meio de um único corredor, se trata de inibição ganglionar que eles estão no corredor, mas não gânglio que são escondidos pelos quadrados pretos, assim, a resposta de B é maior do que um e é determinada a exibir menos brilhante um e aparece como uma mancha cinza no meio da intersecção dos quatro quadrados pretos.

como funciona a grade hermann

Bandas Mach

Outro efeito que é explicado pelo inibição lateral são as bandas de Mach.

Como mostrado na figura, se colocarmos algo que faça sombra em uma folha iluminada, a linha divisória da área na sombra em relação à área que ainda está iluminada, não a percebemos como uma linha bem definida, mas uma faixa estreita pode ser vista claro e, na zona clara, ao lado da linha divisória, uma faixa escura é vista, no entanto, a análise com fotômetro mostra que não existem tais bandas, registra uma separação nítida e bem definida entre a zona mais escura e a mais clara o que vemos, essas bandas de separação é um fenômeno subjetivo conhecido como bandas de Mach e se deve ao fenômeno da inibição lateral.

Bandas de Mach

As bandas de Mach podem ser explicadas com uma representação na qual imaginamos 6 receptores, 3 estimulados pela zona clara e 3 pela zona escura, de modo que cada receptor envie sinais de inibição lateral para os receptores adjacentes. Bandas Mach Podemos explicar as bandas Mach com uma representação na qual imaginamos 6 receptores, 3 estimulados pela zona clara e 3 pela zona escura, para que cada receptor envie sinais de inibição lateral para os receptores adjacentes.

inibição lateral

Se os destinatários da banda clara, suponha que você gerar um 100 valor de resposta ea banda valor 20 escuro. Se assumirmos que cada célula envia uma inibição de um décimo do valor de sua resposta, no gânglio da banda clara, eles terão um valor de 10, enquanto na banda escura, de 2.

Se nós calcular a resposta final, a activação subtração menos inibição no nó A, terá um valor de 100-10-10 = 80 em B, igual 80, mas em C, 100-10-2 = 88 em D: 20-10-2 = 8 e e e F, 20-2-2 = 16. borda gânglio, a inibição é diferente, em C, a banda clara, existe uma menor inibição, 88, sobre 80 de A e B, o que faz com que pareça mais brilhante e, por outro lado, ganglionar D, é maior do que a inibição e e F, que recebe a inibição de C, com o valor 10, o que faz com que a resposta final é de 8, em comparação 16 da outra, o que faz com que seja veja uma faixa mais escura.

O fenômeno de inibição lateral permite estabelecer um mecanismo fisiológico para destacar as bordas e também explica os fenômenos de ilusões ópticas como o contraste simultâneo de clareza, a cruz de Benary ou a ilusão de branco.

como você vê a retina
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Nós explicamos ampA visão e a retina e como a retina funciona. Este é um dos capítulos sobre visão, olho e como vemos.
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