Publicado 12 de Novembro de 2015 - 5h00


Após conhecermos os olhos, órgão fundamental da visão, esse sentido tão fundamental ao ser humano, nesta edição vamos nos aprofundar o funcionamento do sistema visual central, para compreender o papel do cérebro nesse processo.

Embora nosso sistema visual nos forneça uma representação unificada do mundo ao nosso redor, essa representação tem múltiplas facetas. Os objetos que vemos têm forma e cor; eles ocupam uma posição no espaço e, às vezes se movem.

Para que vejamos algumas dessas propriedades, os neurônios em alguma parte do sistema visual devem ser sensíveis a elas. Além disso, uma vez que temos dois olhos, recebemos duas imagens visuais distintas e, de alguma forma, elas devem mesclar-se para que possamos perceber apenas uma.

A retina não apenas repassa os padrões de claro-escuro incididos sobre elas, mas também extrai informações das imagens visuais. Há mais de 100 milhões de fotorreceptores na retina, mas apenas 1 milhão de axônios deixam o olho levando informações para o resto do encéfalo.

Dessa maneira, aquilo que percebemos no mundo depende de que informação é extraída pela retina e como é analisada e interpretada pelo resto do sistema nervoso central (SNC).

A via que participa da percepção visual consciente inclui o núcleo geniculado lateral (NGL) do tálamo (uma das regiões do diencéfalo) e o córtex visual primário, também chamado de córtex estriado.

A informação que converge por meio dessa via geniculocortical é segregada em canais separados (paralelos) de processamento, por neurônios especializados na análise de diferentes atributos do estímulo.

Então, o córtex estriado envia essa informação para mais de duas dúzias de diferentes áreas corticais nos lobos temporal e parietal.

Apesar do processo da visão ser bem determinado pelo olho (órgão de recepção da luz), pela retina (que faz a transdução dos sinais neurais) e pelas vias periféricas de transmissão (como os nervos ópticos e os tratos ópticos), não é possível dizer que o esquema visual seja simples ou encerre no córtex occipital.

A via neural que sai do olho é frequentemente chamada de projeção retinofugal, ou seja, uma projeção que parte da retina. Essa projeção cursa a partir de cada olho rumo ao tronco encefálico de cada lado.

Os axônios das células ganglionares que partem da retina passam através de três estruturas antes de estabelecerem suas sinapses no tronco encefálico. Os componentes dessa projeção retinofugal são: o nervo óptico, o quiasma óptico e o trato óptico.

Os nervos ópticos saem do olho esquerdo e do olho direito a partir da papila do nervo óptico, através do tecido gorduroso por trás dos olhos em suas cavidades ósseas, as chamadas órbitas, e passam por meio de orifícios na base do crânio.

Os nervos ópticos de ambos os olhos se combinam para formar o quiasma óptico, localizado na base do encéfalo. O quiasma é uma estrutura achatada de forma aproximadamente quadrangular.

Admite-se que as fibras temporais de cada retina seguem um trajeto direto e que as fibras nasais se cruzam. Por esse cruzamento parcial das fibras retínicas é que se possibilita a visão binocular.

Após esse processo no quiasma óptico, os axônios das projeções retinofugais formam os tratos ópticos, que correm logo abaixo da pia-máter (uma das membranas das meninges) ao longo das superfícies laterais do diencéfalo.

Os feixes nervosos reorganizados depois do quiasma constituem os tratos ópticos, contendo agora as metades (esquerda e direita) das retinas de cada olho. Por exemplo, o trato óptico direito contém as fibras da retina temporal do olho direito e as da nasal do olho esquerdo.

Os tratos ópticos são pequenos e bem protegidos, tornando-se pouco afetados, a não ser por compressões tumorais.

O campo visual

O campo visual completo é toda a região do espaço que pode ser vista com ambos os olhos olhando diretamente para frente.

Se fixar seu olhar em um ponto a sua frente e imaginar uma linha vertical passando por esse ponto, dividindo-o em duas metades, os objetos que aparecem na metade esquerda estão no hemicampo visual direito; já os objetos que aparecem à direita estão no hemicampo visual esquerdo.

Se olharmos à frente com os dois olhos abertos e ir fechando um e outro alternadamente, veremos que a porção medial de ambos hemicampos visuais é vista por ambas as retinas. Essa região do espaço é chamada de campo visual binocular.

Assim sendo, os objetos na região binocular do hemicampo visual esquerdo serão visualizados na retina nasal do olho esquerdo e na retina temporal (lateral) do olho direito. Uma vez que as fibras da porção nasal da retina esquerda cruzam para o lado direito do quiasma óptico, toda a informação acerca do hemicampo visual esquerdo é dirigida para o lado direito do encéfalo.

O córtex estriado

O córtex estriado possui células que codificam os atributos básicos do estímulo visual. Assim, existem células que respondem ao piscar de um estímulo parado. Outros neurônios preferem que o estímulo tenha certa inclinação angular. Alguns respondem melhor a estímulos em movimento, outros são sensíveis à cor e assim a muitas características dos objetos visíveis.

A área central da retina, a fóvea, possui alta densidade de fotorreceptores, de modo a conferir alta resolução espacial. A partir da área central ocorrem mudanças anatômicas e fisiológicas que resultam em declínio da acuidade visual. Esse mapa retínico é mantido nas vias ópticas, estabelecendo uma correspondência espacial desde a retina até o córtex cerebral.

Essa correspondência é chamada retinotopia, ou seja, é uma organização na qual as células vizinhas na retina fornecem informação a locais também vizinhos em suas estruturas-alvo como o córtex estriado. Dessa forma, a superfície bidimensional da retina é mapeada sobre a superfície bidimensional das estruturas subsequentes.

A construção de campos receptivos binoculares é essencial para seres binoculares. Sem neurônios binoculares, provavelmente seríamos incapazes de utilizar os sinais oriundos de ambos os olhos para formar uma imagem única.

A retinotopia encontra-se preservada, pois os dois campos receptivos de um neurônio inocular estão situados precisamente sobre a retina, de forma a olhar para o mesmo ponto no espaço.

À medida que um microeletrodo avança tangencialmente ao longo do córtex em uma única camada, a orientação preferencial desloca-se progressivamente. Há um padrão semelhante a um mosaico para as orientações no córtex estriado.

Se um eletrodo é deslocado em certos ângulos através desse mosaico, a orientação apresenta uma rotação semelhante ao movimento do ponteiro dos minutos de um relógio. Se o eletrodo é movido para outros ângulos, mudanças mais bruscas ocorrem na orientação preferencial.

A análise da orientação do estímulo é uma das funções mais importantes do córtex estriado. Acredita-se que neurônios com seletividade de orientação sejam especializados para a análise da forma dos objetos. Já os neurônios que apresentam seletividade de direção são especializados na análise do movimento do objeto.

No lobo parietal existem áreas com tipos adicionais de especialização para sensibilidade ao movimento.

Como é o caso de uma área conhecida como MST (do inglês medial superior temporal), que conta com células seletivas para movimento lineares, movimentos radicais (em direção a, ou afastando-se de um ponto central) e movimentos circulares (seja horário ou anti-horário).

Não é possível precisar a forma como o sistema visual utiliza os neurônios com propriedades de sensibilidade a movimentos complexos na área MST. No entanto, três papéis têm sido propostos:

Navegação: à medida em que nos movemos, fluxos de objetos passam por nossos olhos e as direções e velocidades dos objetos em nossa visão periférica fornecem informações que são utilizadas na navegação.

Orientação dos movimentos dos olhos: nossa habilidade para sentir e analisar o movimento é utilizada quando movemos nossos olhos para objetos que estão em nossa visão periférica, mas que nos chamaram atenção.

Percepção do movimento: temos a capacidade de identificar e interpretar os objetos em movimento.

A visão 3D

As imagens em terceira dimensão são possíveis graças a um fenômeno natural chamado estereoscopia. Apesar do nome complicado trata-se apenas da projeção de duas imagens, da mesma cena, em pontos de observação ligeiramente diferentes. Podemos perceber as imagens tridimensionais dos filmes 3D nas telas dos cinemas, pois são geradas duas imagens simultaneamente, que passam pelos óculos, que as separam para que cada olho enxergue apenas uma delas.

No cérebro, ocorre o processo da fusão binocular, momento em que as imagens são unidas e geram a sensação tridimensional.

E quanto a uma imagem em 3D em um pedaço de papel? Como é possível enxergá-la se o papel possui apenas duas dimensões?

Isso acontece, pois os nossos olhos sempre veem imagens ligeiramente diferentes do mundo, devido à distância entre eles em nossa cabeça. Quanto mais próximos os objetos estiverem de nossa cabeça, maior a diferença entre duas imagens.

Agora que compreendemos o funcionamento dos sentidos do paladar, do olfato e da visão, e nos aprofundamos no sistema visual central, vamos adentrar nas funções do sistema auditivo. Até lá.

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