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Sonia Maria Cipriani Fersura Moreira
Tese de Mestrado
Sonia Maria Cipriani Fersura Moreira
DESENVOLVIMENTO DA SENSIBILIDADE AO
CONTRASTE DE LUMINÂNCIA ESPACIAL E
TEMPORAL
São Paulo
2010
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Sonia Maria Cipriani Fersura Moreira
Tese de Mestrado
Sonia Maria Cipriani Fersura Moreira
Desenvolvimento da Sensibilidade ao Contraste de
Luminância Espacial e Temporal
Dissertação apresentada ao Instituto de Psicologia
da Universidade de São Paulo como parte das
exigências para obtenção do título de Mestre em
Psicologia, área de concentração: Psicologia
Experimental. Orientador:Prof. Dr. Marcelo
Fernandes da Costa.
São Paulo
2010
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Sonia Maria Cipriani Fersura Moreira
Tese de Mestrado
AUTORIZO A REPRODUÇÃO E DIVULGAÇÃO TOTAL OU
PARCIAL DESTE TRABALHO, POR QUALQUER MEIO
CONVENCIONAL OU ELETRÔNICO, PARA FINS DE
ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE.
Catalogação na publicação
Biblioteca Dante Moreira Leite
Instituto de Psicologia da Universidade de São Paulo
Moreira, Sonia Maria Cipriani Fersura.
Desenvolvimento da sensibilidade ao contraste de luminância
espacial e temporal / Sonia Maria Cipriani Fersura Moreira; orientador
Marcelo Fernandes da Costa. -- São Paulo, 2010.
108 f.
Dissertação (Mestrado – Programa de Pós-Graduação em
Psicologia. Área de Concentração: Psicologia Experimental) –
Instituto de Psicologia da Universidade de São Paulo.
1. Visão 2. Psicofísica 3. Sensibilidade de contraste visual I.
Título.
BF241
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Sonia Maria Cipriani Fersura Moreira
Tese de Mestrado
Sonia Maria Cipriani Fersura Moreira
Desenvolvimento da Sensibilidade ao Contraste de
Luminância Espacial e Temporal
Dissertação apresentada ao Instituto de Psicologia da Universidade de São
Paulo como parte das exigências para a obtenção do título de Mestre em
Psicologia, área de concentração Psicologia Experimental, para a comissão
formada pelos seguintes professores:
Orientador:
_______________________________________
Prof. Dr. Marcelo Fernandes da Costa
Instituto de Psicologia, USP
Examinadores:
_______________________________________
Profª Drª Dora Fix Ventura
Instituto de Psicologia, USP
________________________________________
Prof Dr Bruno Duarte Gomes
Núcleo de Medicina Tropical, UFPA
Dissertação defendida e aprovada em: ___/____/____
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Sonia Maria Cipriani Fersura Moreira
Tese de Mestrado
Ao João, minha inspiração de vida
À Bia, minha força e alegria de viver
Ao Beto, por me ajudar a trilhar este caminho
À mamãe que me deu a vida e me ensinou a amar
Ao papai que acreditou no meu amor pelos estudos
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Sonia Maria Cipriani Fersura Moreira
Tese de Mestrado
Agradecimentos:
Ao meu orientador Prof. Dr. Marcelo Fernandes da Costa, pela constante
paciência, auxílio, confiança e carinho.
Ao amigo Marcelo, por me ajudar a sair do “fundo do poço”. Jamais vou me
esquecer do dia que nos reencontramos e você me disse: “- Deixa eu te orientar Véia!”
À Profª Drª Dora Fix Ventura, por ter me aceitado em seu laboratório, pelo
auxílio em todo o meu percurso, pela grande contribuição e pelo contagiante amor à
pesquisa.
Ao Prof. Dr.Bruno Duarte Gomes pelo incentivo e contribuição no trabalho.
Ao Prof. Russ, pela sua amizade (“my best friend”) e por sua contribuição .
À Ritinha, pela sua paciência, amizade e pelas tantas vezes que abriu mão de sua
privacidade para que eu pudesse ser auxiliada.
Ao meu irmão pelo empurrão inicial, pelas broncas e carinho de um pai.
À minha irmã, por estar sempre por perto.
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Sonia Maria Cipriani Fersura Moreira
Tese de Mestrado
Ao meu tio Nadir e família que me deram preciosos conselhos e o exemplo da
perseverança e da alegria mesmo nos momentos difíceis.
À Dani, minha incansável amiga tipo brisa.
À Mirella B., Ana Laura , Elaine, Rosani e Emília pelo carinho,amizade e
contribuição nesse trabalho.
Ao André e Gabí que insistiram e persistiram para eu estar aqui!
A todos meus amigos do Laboratório, pelo carinho e compreensão.
A todos os voluntários e funcionários da USP que contribuíram para a realização
deste trabalho.
Ao grande amigo Claudiel, que sempre me ajudou e me ouviu pacientemente.
Ao Trailler da Tia, pela amizade, carinho e pelos deliciosos pratos.
À Sandra pela amizade e terapia ao ar livre.
À CNPq pelo apoio financeiro.
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Sonia Maria Cipriani Fersura Moreira
Tese de Mestrado
Apoio Financeiro
Bolsa de Mestrado CNPQ # 135063/2008-6
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Sonia Maria Cipriani Fersura Moreira
Tese de Mestrado
Resumo
Moreira, SMCF Desenvolvimento da sensibilidade ao contraste de luminância
espacial e temporal. Dissertação de Mestrado. Instituto de Psicologia,Universidade
de São Paulo, São Paulo,2010.
Objetivo: Avaliar a Função de Sensibilidade ao Contraste de Luminância Espacial e
Temporal, estudar o desenvolvimento destas funções, a contribuição das vias de
processamento paralelo para as funções de Sensibilidade ao Contraste e seu respectivo
desenvolvimento e, por fim, determinar valores normativos destas funções visando uma
aplicabilidade clínica.Método A avaliação psicofísica de sensibilidade ao contraste de
luminância espacial e temporal foi realizada em 112 sujeitos divididos em três
grupos:GrupoI ( idade média =9,14±2,7 anos),Grupo II ( idade média=23,7 ± 3,4 anos)
e Grupo III ( idade média=41,8± 5,5 anos) com o programa PSYCHO for Windows
Versão 2.36 (Cambridge Research Systems, CRS-Ltd, UK) acoplado a um
microcomputador PC XTC -600. . Os estímulos foram apresentados em um monitor
Sony Triniton de 19 polegadas GFD420 (Sony Corporation, USA) com resolução
espacial de 800X600 e resolução temporal de 69 Hz Os estímulos eram comandados
pela placa gráfica VSG 2/4 (Cambridge Research Systems, CRS-Ltd, UK).Resultados
A avaliação psicofísica para a sensibilidade ao contraste espacial e temporal mostraram
que esta função já está desenvolvida e em pleno funcionamento em crianças (6 anos)
ocorrendo um declínio para as frequências espaciais de 2,0cpg;8,3cpg e 14,5cpg para os
grupos II e III.Para a frequência temporal de 2,5Hz o declínio ocorre nos Grupos II e III
e para a frequência temporal de 5,0 Hz nas idades mais avançadas(GIII). Para o estudo
da contribuição das vias de processamento paralelo (magnocelular e parvocelular)
podemos notar uma maior sensibilidade ao contraste para decremento de luz do que
para incremento de luz, porém não foi possível determinar a real contribuição dessas
vias para a função de sensibilidade ao contraste. Conclusão Avaliamos com sucesso a
Sensibilidade ao Contraste Espacial e Temporal para todas as faixas etárias e, assim,
conseguimos ter acesso ao desenvolvimento desta função, entre as idades de 6 e 57
anos. Valores normativos para as tais funções foram estabelecidos por metodologia não-
paramétrica.. O estudo da contribuição das vias magnocelular e parvocelular não pode
ser conclusivo, porém os achados mostraram uma maior sensibilidade para o
decremente de luz o que corrobora com a literatura.
Palavras Chaves: Visão; Psicofísica; Sensibilidade ao Contraste Espacial,
Sensibilidade ao Contraste Temporal
x
Sonia Maria Cipriani Fersura Moreira
Tese de Mestrado
Abstract
Moreira, SMCF Development of spatial and temporal luminance contrast
sensitivity.Master Dissertation.Instituto de Psicologia, Universidade de São
Paulo,São Paulo 2010.
Purpose: To analyze the spatial and temporal luminance contrast sensitivity function, to
study the development of these functions, the contribution of the parallel processing
pathways and to determine the normative values of these functions to order a clinical
applicability normative. Methods the psychophysical evaluation of the spatial and
temporal luminance contrast sensitivity was performed in 112 subjects divided into
three groups: Group I (mean age =9.14±2.7 years), Group II (mean age=23.7 ± 3.4
years) and Group III (mean age=41.8± 5.5 years) with the PSYCHO for Windows
Version 2.36 (Cambridge Research Systems, CRS-Ltd, UK) connect to the
microcomputer PC XTC -600. The stimuli was showed in a monitor Sony Triniton de
19 inches GFD420 (Sony Corporation, USA) with spatial resolution of the 800X600
and temporal resolution of the 69 Hz. The stimuli was made by the graphics card VSG
2/4 (Cambridge Research Systems, CRS-Ltd, UK).Results The psychophysics
evaluation to spatial and temporal contrast sensitivity showed that this function is
already developed and full operation in children (6 years old) with a decline to spatial
frequencies of 2.0cpg;8.3cpg and 14.5 cpg to the groups II and III. For the temporal
frequency of 2.5Hz the decline occur to the groups II and III .and to the temporal
frequency of 5.0 Hz the decline occur to the advantage ages(GIII). For the study of the
parallel processing pathways (magnocellular e parvocellular) we can see bigger contrast
sensitivity to decrement than to increment of light. It was not possible determine the real
contribution of these pathways to the contrast sensitivity function. Conclusion We
evaluated in a successful way the spatial and temporal contrast sensitivity to all age
range and so we could access the development of this function between the ages from 6
to 57 years old. Normatives values to this function were established for non parametric
methodology. The study of the contribution of the parvocellular and magnocellular
pathways is not conclusive, but the results showed a bigger sensibility to decrement
than to increment of light that was similar to the literature
Keywords: Vision; psychophysics; Spatial Contrast Sensitivity; Temporal Contrast
Sensitivity:
xi
Sonia Maria Cipriani Fersura Moreira
Tese de Mestrado
Lista de Figuras
Figura 1:
Exemplos de figuras utilizadas para a avaliação da acuidade visual. A
tarefa baseia-se no reconhecimento do objeto pela posição da abertura presente
nos estímulos apresentados. Em (a) C de Landout e em (b) E não literário
(webvision. med.utah.edu/KallSpatial.html acessado e modificado em
03/05/2010)................................................................................................................3
Figura 2: Perfil de luminância de contraste de grades de onda senoidais numa
razão de 1,0 e 0,5. Para o valor de contraste 1,0 a grade deve ter o máximo e
mínimo valor de luminância disponível (webvision. med.utah.edu acessado e
modificado em
26/04/2010)......................................................................................................................5
Figura 3: Modelo do perfil de luminância que é dado pela somação ou
multiplicação da iluminação pela refletância
(www.psy.ritsumei.ac.jp/~akitaoka/LGLI03b.jpg acessado e modificado em
26/04/2010)................................................................................................................6
Figura 4: Na figura o contraste aumenta logariticamente no sentido superior-
inferior da figura. A frequência espacial aumenta da esquerda para a direita na
figura. Os valores no eixo das abscissas, são valores aproximados de frequência
espacial em ciclos por grau de ângulo visual a 40 cm de distância do observador.
(ttp://neurovision.berkeley.edu/Demonstrations/VSOC/izumi/CSF- acessado e
adaptado em 15/03/2010)...............................................................................................7
Figura 5: Exemplo de uma cena visual (face) com diferentes frequências espaciais
filtradas. As imagens da esquerda apresentam frequências espaciais médias. As
imagens do centro, frequências espaciais altas e nas imagens da frequências
espaciais baixas (http://phineasgage.files.wordpress.com. Acessado e modificado
em
19/07/2010).....................................................................................................................9
xii
Sonia Maria Cipriani Fersura Moreira
Tese de Mestrado
Figura 6: Em (a) tabela de Pelli-Robson para avaliação da sensibilidade ao
contraste espacial. Em (b) acima: tabela de acuidade visual com baixo contraste e
abaixo, alto contraste. Em (c) representação de ambas as tabelas (a) e (b) e a
representação da curva de sensibilidade ao contraste espacial de um indivíduo
normal (www.bsrs.co.uk/Image15.gif acessado e modificado em
05/05/2010)...............................................................................................................10
Figura7: Representação de estímulos de contraste e testes da função visual. Em
cima exemplos de baixo (à direita) e alto (à esquerda) contraste para uma mesma
frequência espacial. Abaixo à esquerda, exemplo do teste de Snellen para medir a
acuidade visual e à direita, um exemplo da variação do contraste, de máximo para
mínimo (de baixo para cima) para várias frequências espaciais.
(mindblog.dericbownds.net/2009_05_01_archive.html,acessado e modificado em
09/03/2010).....................................................................................................................11
Figura 8: Barras pretas e brancas de diferentes frequências espaciais. No quadro
à esquerda temos a representação de uma menor frequência do que no quadro à
direita, mantendo-se constante o contraste (. www.adaptall-
2.com/article/resolution and contrast html.,acessado em
25/
01/2010)...............................................................................................................12
Figura 9: À esquerda temos a representação de uma grade de onda quadrada de
frequência espacial média À direita temos a representação de uma grade de onda
senoidal de frequência espacial média . Abaixo o perfil de luminância
correspondente de cada onda. (adaptado e modificado de http://www.uturonto.ca
em
12/03/2010)..............................................................................................................13
Figura 10: Um exemplo da Síntese de Fourier na construção de uma onda
quadrada, iniciando de cima para baixo. Do lado esquerdo, temos a onda senoidal
fundamental (F), abaixo de F estão representadas as ondas senoidais harmônicas
de F (3F, 5F, 7F). Do lado direito da figura mostramos a aparência das grades e a
somatória feita para cada uma delas para que se construa a onda quadrada
(Acessada e adaptada de www.bores.com/courses/intro/freq/3_ft.htm em
19/03/2010).............................................................................................................14
Figura11: Uma onda senoidal espacial de grades e seu perfil de luminância. Em
cima: onda senoidal de frequência espacial alta e contraste alto. No meio onda
senoidal de frequência espacial alta e contraste médio Em baixo, onda senoidal de
frequência espacial baixa e contraste alto. (Acessado e adaptado de
www.bilkent.edu.tr/~eozgen/sf_research.html em 11/05/2010)..................................15
xiii
Sonia Maria Cipriani Fersura Moreira
Tese de Mestrado
Figura12: Representação de frequência espacial, medida pelo numero de ciclos
por grau. Figura da direita, dois ciclos por grau de um ângulo visual. Figura da
esquerda um ciclo por grau de um ângulo visual (adaptado de webvision.
umh.es/Webvision/KallSpatial.html,acessado em 27/01/2010).................................16
Figura13: Representação da amplitude (contraste) para uma dada frequência
espacial. Em A temos uma onda senoidal que apresenta uma menor amplitude
(menos contraste) que a onda senoidal de mesma frequência espacial, fase e
orientação apresentada em B (Rossing, 1990).............................................................17
Figura 14: Representação de uma onda senoidal mostrando mesma freqüência
espacial, amplitude, porém fases diferentes. A onda da esquerda apresenta uma
fase de 0° enquanto a onda da direita tem fase de 180°, a partir da referência dada
pelo ponto 0 do eixo das ordenadas.............................................................................17
Figura15: Representação da Função de sensibilidade ao contraste espacial típica
de humano. A flecha indica o ponto correspondente a acuidade visual (em cpg),
onde o contraste é de 100%.(Adaptado de
webvison.med.utah.edu/KallSpatial.htm,acessado em 11/05/2010..........................18
Figura16: Representação gráfica do antagonismo espacial. Na figura à esquerda
em cima, representação de uma célula ganglionar com campo receptivo de centro
On e periferia Off,à baixo célula ganglionar de centro Off e periferia On,ambas em
grades de frequências espaciais altas,onde os estímulos dessas grades provocam
uma resposta baixa das células ganglionares..Na figura do meio, representação das
mesmas células ganglionares, porém em grades de frequências espaciais médias,
onde os estímulos dessas grades provocam uma resposta ótima das células
ganglionares. À direita, grades de frequências espaciais baixas, para as mesmas
células ganglionares, onde os estímulos dessas grades provocam uma resposta
baixa das células ganglionares. ..............................................................................20
Figura 17: Figura da função da sensibilidade ao contraste de luminância espacial.
A forma muda de passa baixa, nas baixas luminâncias para passa-banda, nas altas
luminâncias (Adaptado de webvision. med.utah.edu/KallSpatial.htm, acessado em
12/05/2010) ...................................................................................................................21
xiv
Sonia Maria Cipriani Fersura Moreira
Tese de Mestrado
Figura 18: À esquerda, função da sensibilidade ao contraste espacial (FSCe)
composta por vários canais seletivos para frequência espacial. À direita FSCe após
a adaptação para uma determinada frequência espacial, a FSCe é rebaixada para
a frequência espacial que foi adaptada(
www.pc.rhul.ac.uk.acessado e adapatado
em
15/06/2010)...................................................................................................................22
Figura19: Perfil de luminância para um estímulo cuja luminância é modulada
senoidalmente através do tempo. Lmax corresponde a luminância máxima, Lmin
corresonde a luminância mínima e Lmédia a luminância média. A letra “A”refere-
se a amplitude de modulação(Adaptado de Schwartz,2004)...................................24
Figura20: Sensibilidade ao Contraste para diferentes frequências temporais. A
área sob a linha indica os valores de contraste que permitem a percepção do piscar
e a área sobre a linha a região onde não se observa o piscar. Para os humanos, o
pico de sensibilidade para esta função está localizado nas frequências médias-altas,
entre 8 e 10 Hz. Nota-se a acuidade temporal, no ponto onde a linha toca o eixo das
abscissas Adaptado de webvision. med.utah.edu/KallSpatial.htm, acessado em
12/05/2010).............................................................................................................26
Figura21: Figura de como a latência da periferia do campo receptivo pode
contribuir para queda nas frequências temporais baixas. Em A conexão de
fotorreceptores(P) e células horizontais(H) para as células bipolares (BP) que
compreende componentes de centro-periferia de um campo receptivo. B Respostas
quando a relação de piscar é baixa. C efeito da resposta das células bipolares
quando o piscar é rápido o suficiente que o atraso(d) do sinal da periferia, em
comparação com a latencia do sinal do centro, é igual a meio ciclo. Os pontos ligados na
vertical correspondem aos pares de pontos que são somados. (Adaptado de: Norton et al,
2202).....................................................................................................................................................28
Figura 22 Grade espacial à esquerda com 100% de contraste, focado por uma
lente óptica para determinar a função de transferência modular (MTF) da lente. À
direita na figura, temos a imagem da grade espacial com redução do contraste
(55%) (Schwiegerling, 2000)...................................................................................29
Figura 23: Secção frontal do Corpo geniculado Lateral de um primata não
humano. As camadas 1 e 2 correspondem as camadas ventrais onde se organizam
as vias magnocelulares.Nas camadas de 3 a 6, tem-se as camadas dorsais do corpo
geniculado lateral, onde estão organizadas as vias Parvocelulares. E as
intercamadas correspondem às vias Koniocelular .................................................32
xv
Sonia Maria Cipriani Fersura Moreira
Tese de Mestrado
Figura 24: Representação das conexões feitas pelas células ganglionares da retina
com as células bipolares e estas com os cones L e M ou S. No esquema é possível
visualizar as células ganglionares que formam a via M (células ganglionares
parasol), via P(células ganglionares anãs) e via K (células ganglionares
biestratificadas pequena) (modificado de Lee, 2004).................................................33
Figura 25: Esquema ilustrativo da retina com as vias On e Off.O esquema mostra
três tipos de células que contribuem para essa vias: Cones, células bipolares e as
células ganglionares On e Off na camada plexiforme interna onde ocorrem as
sinapses das células bipolares com as células ganglionares On e Off
(webvision.med.utah.edu/imagens.Acessado e modificado em 19/03/2010).............35
Figura 26: Desenvolvimento da Sensibilidade ao Contraste Espacial, desde o
primeiro ano de vida até a maturidade com as médias e os erros padrões de cada
frequência espacial em cada idade (Adams&Courage,2002.Modificado em
20/05/2010)..................................................................................................................39
Figura 27: Média da sensibilidade ao Contraste (+/- 1 erro padrão) em função da
frequência temporal para adultos e crianças (Adaptado de Ellemberg,
1999)........................................................................................................................41
Figura 28: Relações básicas entre a pesquisa perceptual (Goldstein, 2001)...........45
Figura 29: Microcomputador PC onde está instalado o programa Psycho for
Windows. No monitor A, observamos a tela de experimentação. No monitor B,
exemplo de estímulo utilizado para a medida de Sensibilidade ao Contraste de
Luminância Espacial...................................................................................................50
Figura 30: Monitor de vídeo do aparelho Psycho for Windows com apresentação
do estímulo para sensibilidade ao contraste espacial, onde o padrão utilizado foi de
ondas senoidais.............................................................................................................51
Figura 31: Monitor de vídeo do aparelho Psycho for Windows com apresentação
do estímulo para sensibilidade ao contraste temporal,que consiste de um flicker de
modulação senoidal preto e branco que contem a função Gabor.Abaixo seu perfil
de luminância modulado senoidalmente através do tempo.....................................52
xvi
Sonia Maria Cipriani Fersura Moreira
Tese de Mestrado
Figura 32: Teste do Xadrez.com estímulos gerados no Psycho for windows Na
parte superior, o teste que avalia a via Magnocelular On (estímulo a esquerda) e
Off(estímulo a direita). Na parte inferior teste que avalia a via Parvocelular On e
Off (estímulo a esquerda e direita respectivamente)...............................................53
Figura 33: Sujeito na sala de teste posicionado a 1metro de distância em relação
ao monitor gerador do estímulo. Avaliação feita monocularmente com o uso de
protetor ocular. No exemplo acima podemos perceber o estímulo utilizado na
avaliação da sensibilidade ao contraste espacial, onde o estímulo são grades de
ondas senoidais........................................................................................................55
Figura 34: Tela com gráfico da sensibilidade ao contraste espacial........................57
Figura 35: Tela com gráfico da sensibilidade ao contraste temporal......................58
Figura 36: Resultados da mediana e percentil (25%-75%) dos grupos I, II e III
para as frequências espaciais de 0,5 cpg, 2,0 cpg, 8,3 cpg e 14,5 cpg. Todos os Box
representam o percentil 25%-75%%. A linha horizontal dentro do Box refere-se à
mediana. O * representa os sujeitos “outliers”. Não foram encontradas diferenças
estatísticas entre os Grupos para a frequência espacial de 0,5 cpg.O Grupo I
apresentou uma diferença estatística dos Grupos II e III para as frequências
espaciais de 2,0cpg, 8,3cpg e 14,5 cpg..........................................................................60
Figura37: Resultado das medianas com os respectivos desvios padrões para as
diferentes frequências espaciais (0,5; 2,0; 8,3 e 14,5 cpg). A curva mostra um pico
para as frequências médias para os Grupos I e III. Apenas o Grupo III apresenta
uma pequena queda para a frequência média (8,3 cpg)............................................61
Figura 38: Função de sensibilidade ao contraste espacial composta pela mediana
para cada grupo nas freqüências espaciais avaliadas. Nota-se a forma de banda de
passagem para os três grupos (I II e III).....................................................................66
Figura 39: Resultados da mediana e percentil (25%-75%) dos grupos I, II e III
para as frequências temporais de 2,5 Hz, 5,0 Hz, 10 Hz e 20 Hz. Todos os Box
representam o percentil 25%-75%%. A linha horizontal dentro do Box refere-se à
mediana. O * representa os sujeitos “outliers“. Houve diferença estatística para as
frequência temporal baixa (2,5Hz) do Grupo I em relação aos Grupos II; III. Para
a frequência temporal de 5,0Hz, o GrupoIII mostrou-se diferente estatisticamente
dos Grupos I e II.....................................................................................................64
xvii
Sonia Maria Cipriani Fersura Moreira
Tese de Mestrado
Figura 40: Resultado das medianas com os respectivos desvios padrões para as
diferentes frequências temporais (2,5; 5,0; 10 e 20 Hz). A curva mostra um pico
para as frequências médias para os três grupos avaliados.....................................65
Figura 41: Função de sensibilidade ao contraste temporal composta pela mediana
para cada grupo nas freqüências temporais avaliadas. Nota-se a forma de banda
de passagem para os três grupos (I II e III)............................................................66
Figura 42: Resultados da mediana e percentil (25%-75%) dos grupos I, II e III
para as frequências espaciais de 4,5cpg e 5cpg para o teste que avaliou a via
parvocelular e magnocelular respectivamente. Todos os Box representam o
percentil 25%-75%%. A linha horizontal dentro do Box refere-se à mediana. O *
representa os sujeitos “outliers”. Não houve diferença estatística no teste para
nenhum dos três grupos..........................................................................................68
Figura 43: Resultado da mediana e desvio de sensibilidade ao contraste para o
Teste do Xadrez. Tanto para o teste da via Parvocelular quanto da via
Magnocelular apresentam uma melhor resposta para o subgrupo Off. .................69
xviii
Sonia Maria Cipriani Fersura Moreira
Tese de Mestrado
Lista de Tabelas
Tabela 1 Valores descritivos do Grupo I de Sensibilidade ao Contraste Espacial. ..............64
Tabela 2 Valores descritivos do Grupo II de Sensibilidade ao Contraste Espacial..............64
Tabela 3 Valores descritivos do Grupo III de Sensibilidade ao Contraste Espacial............64
Tabela 4 Valores descritivos do Grupo I de Sensibilidade ao Contraste Temporal............70
Tabela 5 Valores descritivos do Grupo II de Sensibilidade ao Contraste Temporal...........70
Tabela 6 Valores descritivos do Grupo III de Sensibilidade ao Contraste Temporal.........70
Tabela 7 Valores descritivos do Teste do Xadrez para os três grupos....................................73
xix
Sonia Maria Cipriani Fersura Moreira
Tese de Mestrado
Lista de abreviaturas
C- contraste
CGL- Corpo Geniculado Lateral
Cpg ciclos por grau
dB- decibéis
FSCe- Função de Sensibilidade ao Contraste Espacial
FSCt- Função de Sensibilidade ao Contraste Temporal
FCF- Freqüência Crítica de Fusão
Hz- Hertz
L- luminância
Lf- luminância final
Lmax- luminância máxima
Lmin- luminância mínima
M- Magnocelular
MTF- Função de Transferência de Modulação
NTF- Função de Transferência Neural
OTF- Função de Transferência Óptica
P- Parvocelular
PVE- Potencial Visual Provocado
K- Koniocelular
SC- Sensibilidade ao Contraste
1
Sonia Maria Cipriani Fersura Moreira
Tese de Mestrado
Desenvolvimento da Sensibilidade ao Contraste de Luminância Espacial e Temporal
Sumário
Sumário _____________________________________________________________ 1
Introdução___________________________________________________________ 2
Sensibilidade ao Contraste __________________________________________________2
Sensibilidade ao Contraste Espacial (SCe) ____________________________________12
Sensibilidade ao Contraste Temporal (SCt) ___________________________________ 23
Função de Transferência de Modulação (MTF) ________________________________29
Processamento Paralelo do Sistema Visual ____________________________________ 31
Desenvolvimento da Sensibilidade ao Contraste________________________________37
Valores de Normalidade ___________________________________________________43
Psicofísica _______________________________________________________________44
Métodos Psicofísicos Clássicos ____________________________________________________46
Objetivos ___________________________________________________________ 48
Material e Métodos___________________________________________________ 49
Sujeitos _________________________________________________________________49
Equipamento ____________________________________________________________49
Estímulo ________________________________________________________________50
Procedimento ____________________________________________________________54
Análise Estatística ________________________________________________________58
Resultados __________________________________________________________ 59
Discussão ___________________________________________________________ 72
Sensibilidade ao Contraste Espacial__________________________________________72
Sensibilidade ao Contraste Temporal ________________________________________75
Avaliação das Vias Visuais _________________________________________________76
Limites de Normalidade ___________________________________________________77
Conclusão __________________________________________________________ 78
Anexos _____________________________________________________________ 93
2
Sonia Maria Cipriani Fersura Moreira
Tese de Mestrado
Desenvolvimento da Sensibilidade ao Contraste de Luminância Espacial e Temporal
Introdução
Sensibilidade ao Contraste
“O objetivo primordial da visão humana é a localização de objetos e a
sensibilidade ao contraste é o parâmetro fundamental que quantifica a capacidade
humana de ver” (Souza, Gomes, Silva, & Silveira, 2009).
A habilidade humana de perceber os detalhes de uma cena visual é determinada
pelo tamanho relativo e pelo contraste presente nesses detalhes (Campbell & Robson,
1968a).
Um sistema sensorial torna-se mais sensível quanto maior for sua capacidade de
perceber as diferenças em uma cena visual, ou seja, de discriminar contraste. Essa
capacidade de responder ao contraste visual é de extrema importância para muitas
atividades humanas incluindo a leitura, identificação de bordas, reconhecimento de
objetos e visão de formas (Kwon, Legge, Fang, Cheong, & He, 2009). O contraste pode
ser determinado pela diferença nas diversas dimensões visuais, como cor, textura e
brilho, de dois objetos de uma mesma cena ou superfície, analisando-se as diferenças de
brilhos entre áreas adjacentes (Cornsweet, 1970). O contraste é um parâmetro
importante na avaliação da visão e é uma medida que se refere à quantidade relativa de
luz que vem de diferentes partes de uma cena complexa.
Na prática clínica, utiliza-se normalmente para a avaliação da capacidade do
sistema visual os testes de acuidade visual. A acuidade visual pode ser definida como a
capacidade espacial do sistema visual em resolver detalhes. Vários fatores como
difração, aberração óptica, tamanho pupilar, dispersão, função de transferência de
modulação, tamanho dos fotorreceptores e o ruído neural limitam essa capacidade do
sistema visual (Schwiegerling, 2000). Para a medida da acuidade visual, utiliza-se um
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Desenvolvimento da Sensibilidade ao Contraste de Luminância Espacial e Temporal
padrão espacial e de contraste fixo, geralmente, figuras pretas em um fundo branco
(figura 1). Esses caracteres são chamados de optotipos. Eles são apresentados ao sujeito
e à medida que esses optotipos são reconhecidos, de maneira correta, o examinador
apresenta optotipos de tamanhos menores, até o momento em que os detalhes dos
mesmos não sejam mais discrimináveis pelo sujeito e, portanto, a letra não é mais
identificável. Por esta metodologia psicofísica (Método dos Limites), a acuidade visual
é dada pelo menor optotipo que o sujeito consegue discriminar.
Figura 1: Exemplos de figuras utilizadas para a avaliação da acuidade visual. A
tarefa baseia-se no reconhecimento do objeto pela posição da abertura presente nos
estímulos apresentados. Em (a) C de Landout e em (b) E não literário (webvision.
med.utah.edu/KallSpatial.html acessado e modificado em 03/05/2010)
Entretanto, os objetos e seus arredores que constituem as cenas visuais,
apresentam uma gama variada de contraste e, na verdade, apenas um número muito
restrito de estímulos está próximo do contrate máximo. Assim, a medida da
sensibilidade ao contraste fornece uma avaliação da função visual espacial humana mais
completa do que a acuidade visual (Amesbury & Schallhorn, 2003).
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Tese de Mestrado
Desenvolvimento da Sensibilidade ao Contraste de Luminância Espacial e Temporal
O contraste de luminância pode ser calculado baseado na comparação entre as
medidas das luminâncias das superfícies utilizadas para comparação. Para uma área em
um campo homogêneo utiliza-se o Contraste de Weber:
Cw= L-Lf / Lf
onde L é a luminância da área a ser diferenciada e Lf é a luminância de fundo.
No entanto, a forma mais usual de avaliação do contraste de luminância é pela
utilização de um padrão simples de grades de onda senoidal. Quando utilizamos para
avaliar o contraste de um padrão de ondas que variam senoidalmente, ele é expresso
pela fórmula de Michelson:
C=Lmax- Lmin/Lmax +Lmin
onde o contraste é chamado de Contraste de Rayleigh ou Modulação ou ainda Contraste
de Michelson (Shapley, Kaplan, & Purpura, 1993). A luminância máxima é indicada por
Lmax e a luminância mínima por Lmin. Os valores de contraste variam em um intervalo
de 0,0 a 1,0 (figura 2).
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Desenvolvimento da Sensibilidade ao Contraste de Luminância Espacial e Temporal
Figura 2: Perfil de luminância de contraste de grades de onda senoidais numa razão
de 1,0 e 0,5. Para o valor de contraste 1,0 a grade deve ter o máximo e mínimo valor
de luminância disponível (webvision. med.utah.edu acessado e modificado em
26/04/2010).
Para um entendimento mais completo da função que iremos medir, é importante
que definamos o que é luminância. Luminância é uma medida fotométrica de luz por
unidade de área (frequentemente dada em candelas/m²). As variáveis que a definem, são
apresentadas na equação abaixo: a iluminância, unidade fotométrica que determina a
quantidade de luz que toca uma superfície; e a refletância, que é a porcentagem de luz
refletida pela superfície (figura 3) (Coren, Ward, & Enns, 2004a).
Luminância=Iluminância X Refletância/100
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Desenvolvimento da Sensibilidade ao Contraste de Luminância Espacial e Temporal
Figura 3: Modelo do perfil de luminância que é dado pela somação ou multiplicação da
iluminação pela refletância (www.psy.ritsumei.ac.jp/~akitaoka/LGLI03b.jpg acessado e
modificado em 26/04/2010)
Quando o contraste em um padrão de listras é igual a zero, a luminância máxima
e a mínima são iguais, e, portanto não existem diferenças (o padrão de listras não existe
fisicamente). À medida que o contraste aumenta de maneira gradual, a diferença entre
as áreas adjacentes vai aumentando e o padrão de listras surge e, com o aumento
contínuo do contraste, este começa a ser notado podendo-se, portanto, determinar o
limiar de contraste. Este valor de contraste limiar é a menor diferença perceptual de
luminância entre duas áreas justapostas. Importante lembrar que esta capacidade do
sistema visual pode ocorrer tanto para padrões que variam no espaço quanto para
padrões que variam no tempo.
O valor de contraste requerido pelo sistema visual para que atinja um limiar
pode ser expresso em uma escala de decibéis (dB) ou em porcentagem (%) de contraste.
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Desenvolvimento da Sensibilidade ao Contraste de Luminância Espacial e Temporal
Para a conversão dos valores de decibéis em porcentagem de Contraste se utiliza a
seguinte fórmula:
C(%)= (1-10
-dB/10
) X 100
Onde dB é o valor de contraste em decibel.
Nota-se na figura abaixo (figura 4) que os valores de contraste vão aumentando
na direção superior-inferior e as frequências espaciais aumentam da esquerda para a
direita.
Figura 4: Na figura o contraste aumenta logariticamente no sentido superior-inferior
da figura. A frequência espacial aumenta da esquerda para a direita na figura. Os
valores no eixo das abscissas são valores aproximados de frequência espacial em
ciclos por grau de ângulo visual a 40 cm de distância do observador.
(ttp://neurovision.berkeley.edu/Demonstrations/VSOC/izumi/CSF- acessado e
adaptado em 15/03/2010)
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Desenvolvimento da Sensibilidade ao Contraste de Luminância Espacial e Temporal
Esse padrão de estímulos em forma de grades (listras) de onda senoidal simples
é o mais comumente utilizado para avaliar e quantificar quanto nosso sistema visual é
sensível ao contraste, uma vez que esse padrão pode ser ajustado para várias
frequências.
A sensibilidade ao contraste (SC) é uma função visual de grande importância do
sistema visual humano e de muitos animais, pois é ela que possibilita a identificação de
objetos (Shapley et al., 1993). A SC é medida utilizando-se de grades de ondas
senoidais em diferentes frequências e contrastes. Quando assim medida, a SC é definida
como a recíproca da quantidade mínima de contraste necessário para detectar uma grade
de onda senoidal em uma determinada frequência, ou seja, ela é inversamente
proporcional ao limiar do contraste (Cornsweet, 1970).
Sensibilidade= 1/ Contraste Limiar
Esta inversão é intuitiva e diz que, o sistema visual apresenta uma alta
sensibilidade quando um padrão necessita de pouco contraste para que seja detectado.
A medida de sensibilidade ao contraste visa determinar o valor mínimo de
contraste para se detectar detalhes. Estas informações são particularmente importantes,
uma vez que as cenas visuais (figura 5) apresentam-se com um grande número de
detalhes de diferentes frequências espaciais, fase (Bex & Makous, 2002), frequência
temporal (Dong & Atick, 1995), iluminação e orientação (Balboa & Grzywacz, 2000).
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Desenvolvimento da Sensibilidade ao Contraste de Luminância Espacial e Temporal
Figura 5: Exemplo de uma cena visual (face) com diferentes frequências espaciais
filtradas. As imagens da esquerda apresentam frequências espaciais médias. As
imagens do centro, frequências espaciais altas e nas imagens da frequências
espaciais baixas (http://phineasgage.files.wordpress.com. Acessado e modificado em
19/07/2010).
A sensibilidade ao contraste de luminância pode ser avaliada para diferentes
padrões os quais podem ser descritos como espaciais e temporais. Dessa forma podemos
dizer que o sistema visual humano tem a capacidade de detectar dois tipos de contraste,
um deles mede a diferença entre duas regiões próximas do campo visual (contraste de
luminância espacial), ou proveniente de uma mesma região, o outro compara contrastes
em dois momentos sucessivos (contraste de luminância temporal).
O resultado desta avaliação da sensibilidade ao contraste para várias frequências
descreve uma função de sensibilidade ao contraste (Campbell & Robson, 1968a; Santos
& Simas, 2001; Souza et al., 2009).
A primeira medida da função de sensibilidade ao contraste em humanos foi
relatada por Schade em 1956. Ele interpretou seus achados em termos de função de
transferência de modulação de um sistema óptico de difração limitada, conjuntamente
com os efeitos das interações espaciais que ocorrem na retina. Posteriormente, passou-
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Desenvolvimento da Sensibilidade ao Contraste de Luminância Espacial e Temporal
se a medir a função de transferência de modulação do meio óptico de maneira direta e a
função da sensibilidade ao contraste do sistema visual passou a ser determinado de
maneira independente (Campbell & Robson, 1968a).
A informação da acuidade visual, espacial e temporal, está contemplada na
medida de sensibilidade representada como a frequência limite do sistema determinada
somente na situação de máximo contraste (figura 6) (Boothe, Williams, Kiorpes, &
Teller, 1980; Silveira, Picancodiniz, & Oswaldocruz, 1982).
Figura 6: Em (a) tabela de Pelli-Robson para avaliação da sensibilidade ao contraste
espacial. Em (b) acima: tabela de acuidade visual com baixo contraste e abaixo, alto
contraste. Em (c) representação de ambas as tabelas (a) e (b) e a representação da
curva de sensibilidade ao contraste espacial de um indivíduo normal
(www.bsrs.co.uk/Image15.gif acessado e modificado em 05/05/2010).
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Assim, a acuidade visual corresponde ao corte na função de sensibilidade ao
contraste espacial e temporal, no eixo das frequências, e corresponde apenas a um ponto
na função, de um sistema visual com habilidade em detectar diferentes luminâncias
espaciais (figura 7). (De Valois & Morgan, 1974; Rovamo, Kankaanpaa, & Kukkonen,
1999)
Figura7: Representação de estímulos de contraste e testes da função visual. Em cima
exemplos de baixo (à direita) e alto (à esquerda) contraste para uma mesma
frequência espacial. Abaixo à esquerda, exemplo do teste de Snellen para medir a
acuidade visual e à direita, um exemplo da variação do contraste, de máximo para
mínimo (de baixo para cima) para várias frequências espaciais.
(mindblog.dericbownds.net/2009_05_01_archive.html,acessado e modificado em
09/03/2010)
O conhecimento da função da sensibilidade ao contraste espacial e temporal,
bem como o desenvolvimento desta função desde o nascimento se apresenta como um
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Desenvolvimento da Sensibilidade ao Contraste de Luminância Espacial e Temporal
elemento básico para o entendimento das teorias que estudam o desenvolvimento da
visão de formas (Banks & Salapatek, 1976). O estudo da função da sensibilidade ao
contraste é também útil para avaliar perdas causadas por diversas desordens oculares,
visuais e neurais como a Retinopatia Diabética (Gualtieri, 2009), Ambliopia (Harvey,
2009), Doença de Parkinson (Castelo-Branco et al., 2009), Neuropatia Óptica
Hereditária de Leber (Gualtieri et al., 2008; Ventura et al., 2005), Distrofia Muscular de
Duchenne (Costa, 2004), catarata ((Mantyjarvi & Tuppurainen, 1999; Dickson et al.,
1996)), além do conhecimento do desenvolvimento e de alterações que ocorrem em
crianças prematuras (Oliveira, Costa, de Souza, & Ventura, 2004).
Sensibilidade ao Contraste Espacial (SCe)
Para avaliar a sensibilidade ao contraste espacial habitualmente utiliza-se um
padrão simples de estímulo, com listras verticais ou horizontais que irão se alternar em
listras brancas e pretas (figura 8).
Figura 8: Barras pretas e brancas de diferentes frequências espaciais. No quadro à
esquerda temos a representação de uma menor frequência do que no quadro à
direita, mantendo-se constante o contraste (. www.adaptall-
2.com/article/resolution and contrast html.,acessado em 25/
01/2010)
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Esse padrão de listras descreve uma grade de onda que, para estudos visuais,
habitualmente se utilizam duas formas: quadrada e senoidal (figura 9). Na onda
quadrada ocorre uma mudança abrupta entre as barras claras e escuras enquanto na
grade senoidal a transição entre os picos e vales da onda é gradual, tornando-se suas
bordas indistinguíveis (Amesbury & Schallhorn, 2003).
Figura 9: À esquerda temos a representação de uma grade de onda quadrada de
frequência espacial média À direita temos a representação de uma grade de onda
senoidal de frequência espacial média. Abaixo o perfil de luminância correspondente
de cada onda. (adaptado e modificado de http://www.uturonto.ca
em 12/03/2010).
Foi o matemático Fourier, que de acordo com o seu Teorema (Teorema de
Fourier), demonstrou que padrões complexos que variam no espaço e /ou no tempo
podem ser decompostos ou produzidos por meio de uma somatória de harmônicos de
ondas senoidais (Campbell & Robson, 1968a). A teoria de Fourier começou a ser
aplicada para descrever a transmissão da informação espacial no sistema visual, depois
de estudos feitos no córtex visual de gatos e macacos, onde foram encontrados
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Desenvolvimento da Sensibilidade ao Contraste de Luminância Espacial e Temporal
neurônios seletivamente sensíveis a frequências espaciais altas e posteriormente por
métodos psicofísicos, foi observada também a presença de canais de frequências
espaciais no sistema visual de humanos (Maffei & Fiorentini, 1972).
A análise de Fourier permite a decomposição de um padrão complexo em uma
somatória de múltiplas frequências de diferentes contrastes de um estímulo. A Síntese
de Fourier permite a combinação de ondas senoidais puras para criar um padrão
complexo. Assim, uma onda quadrada é construída pela combinação de harmônicos
ímpares de ondas senoidais. A primeira onda senoidal será de alto contraste, chamada
de fundamental(F), que irá estabelecer a frequência espacial da onda quadrada, tendo a
mesma luminância média (Lm) da onda senoidal Harmônicos impares múltiplos (3F, 5F,
etc.) adicionados à frequência espacial, produzem uma onda quadrada. A amplitude da
onda quadrada será dada pela amplitude da fundamental dividida pela harmônica (1/3,
1/5, etc.). Quanto mais harmônicas forem adicionadas, a somatória mais se aproximará
de uma onda quadrada (figura 10) (Norton, Corliss, & Bailey, 2002a).
Figura 10: Um exemplo da Síntese de Fourier na construção de uma onda quadrada,
iniciando de cima para baixo. Do lado esquerdo, temos a onda senoidal fundamental
(F), abaixo de F estão representadas as ondas senoidais harmônicas de F (3F, 5F,
7F). Do lado direito da figura mostramos a aparência das grades e a somatória feita
para cada uma delas para que se construa a onda quadrada (Acessada e adaptada de
www.bores.com/courses/intro/freq/3_ft.htm em 19/03/2010).
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Uma grade de onda senoidal é definida pela modulação tanto da amplitude do
contraste quanto pela amplitude da frequência espacial. Para descrever um padrão de
uma grade de onda senoidal, é necessário especificar a frequência espacial, contraste,
fase e orientação (figura 11).
Figura 11: Uma onda senoidal espacial de grades e seu perfil de luminância. Em
cima: onda senoidal de frequência espacial alta e contraste alto. No meio, onda
senoidal de frequência espacial alta e contraste médio Em baixo, onda senoidal de
frequência espacial baixa e contraste alto. (Acessado e adaptado de
www.bilkent.edu.tr/~eozgen/sf_research.html em 11/05/2010)
A frequência refere-se à quantidade de alternância ou ciclos no padrão de grades,
e normalmente é dada em ciclos por grau de um ângulo visual (cpg), ou seja, a variação
entre um pico de luminância máximo e um pico de luminância mínimo (vale)
corresponde a um ciclo (figura 12). As frequências podem ser altas, médias ou baixas,
dependendo da quantidade de listras, quando o padrão utilizado for o de listras. A
frequência pode variar, mantendo-se constante o contraste e vice-versa, (vide figura 2).
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Figura12: Representação de frequência espacial, medida pelo numero de ciclos por
grau. Figura da direita, dois ciclos por grau de um ângulo visual. Figura da esquerda
um ciclo por grau de um ângulo visual (adaptado de webvision.
umh.es/Webvision/KallSpatial.html,acessado em 27/01/2010).
A amplitude de uma onda é medida pela distância entre os vales e os picos.
(figura 13)
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Figura13: Representação da amplitude (contraste) para uma dada frequência
espacial. Em A, temos uma onda senoidal que apresenta uma menor amplitude
(menos contraste) que a onda senoidal de mesma frequência espacial, fase e
orientação apresentada em B (Rossing, 1990).
A fase refere-se à posição de uma grade de ondas senoidais, em relação à outra
grade de ondas senoidais, assim, duas grades de ondas estão em fase, quando seus picos
e vales estão alinhados. Os mesmos estarão fora de fase quando o pico de uma onda
coincidir com o vale da outra.
Figura 14: Representação de uma onda senoidal mostrando mesma freqüência
espacial, amplitude, porém fases diferentes. A onda da esquerda apresenta uma fase
de 0° enquanto a onda da direita tem fase de 180°, a partir da referência dada pelo
ponto 0 do eixo das ordenadas (Modificado de Rossing, 1990).
A orientação diz respeito ao ângulo exercido por uma grade em relação a uma
referência (Shapley et al., 1993).
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A função de sensibilidade ao contraste espacial (FSCe) é obtida em diferentes
frequências espaciais, variando-se o contraste para cada uma das frequências espaciais
testadas Determina assim o contraste limiar para cada frequência. Essa relação dada
entre o limiar de contraste e a frequência espacial determinam a Função de sensibilidade
ao contraste espacial (FSCe) (figura 15). Determinar a função da sensibilidade ao
contraste espacial nos ajuda a entender como o sistema visual (óptico, retina e cérebro)
responde para as diferentes frequências espaciais (Santos & Simas, 2001; Schwartz,
2004).
Figura 15: Representação da Função de sensibilidade ao contraste espacial típica de
humano. A flecha indica o ponto correspondente a acuidade visual (em cpg), onde o
contraste é de 100%.(Adaptado de webvison.med.utah.edu/KallSpatial.htm,acessado
em 11/05/2010).
O sistema visual humano é mais sensível para algumas frequências espaciais do
que para outras (Campbell, 1974). A FSCe é uma função que apresenta um pico de
sensibilidade em torno de 3 ciclos/grau. Em indivíduos normais a função de
sensibilidade ao contraste descreve uma banda de passagem, tendo seu pico para valores
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de frequência espacial média com quedas para altas e baixas frequências. A explicação
para a redução em baixas frequências está na característica concêntrica dos campos
receptivos retinianos de células ganglionares e das células do NGL e córtex visual
primário. Os campos receptivos das células ganglionares típicas consistem de uma
região central que respondem a estímulos luminosos com excitação ou inibição, e de
uma região periférica que respondem com sinal oposto ao da região central
(antagonismo espacial) (Donner & Hemila, 1996). Como nas baixas frequências
espaciais as barras claras e as escuras são bem largas, uma dessas barras irão estimular
simultaneamente tanto o centro quanto a periferia de células ganglionares típicas,
diminuindo a resposta ao estímulo (figura 16). A queda para as frequências espaciais
altas, representa o limite do sistema visual em resolver detalhes, mesmo com 100% de
contraste, esse valor é por volta de 60cpg(seta no eixo X da figura 15). Essa queda nas
frequências espaciais altas é dada tanto pelo tamanho dos fotorreceptores, que limita o
tamanho mínimo de uma barra à largura do fotorreceptor, bem como da limitação óptica
do próprio sistema visual, ocorrendo uma perda de resolução, já que o contraste vai
diminuindo à medida que a frequência espacial vai aumentando – ver mais detalhes no
item Função de Transferência de Modulação (Rovano, Kankaanpää, & Kukkonen,
1999; Schade, 1956).
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Figura16: Representação gráfica do antagonismo espacial. Na figura à esquerda em
cima, representação de uma célula ganglionar com campo receptivo de centro On e
periferia Off,à baixo célula ganglionar de centro Off e periferia On,ambas em grades
de frequências espaciais altas,onde os estímulos dessas grades provocam uma
resposta baixa das células ganglionares..Na figura do meio, representação das
mesmas células ganglionares, porém em grades de frequências espaciais médias,
onde os estímulos dessas grades provocam uma resposta ótima das células
ganglionares. À direita, grades de frequências espaciais baixas, para as mesmas
células ganglionares, onde os estímulos dessas grades provocam uma resposta baixa
das células ganglionares.
A faixa de frequências espaciais sensíveis ao olho humano, estende-se
aproximadamente de 0,1 a 60 cpg (ciclos por grau). Nos níveis de baixa luminância, o
pico da sensibilidade ao contraste ocorre entre as frequências espaciais de 1 e 2 ciclos
por grau (figura 17). Nos níveis de luminância mais altos, a sensibilidade ao contraste
aumenta em todas as frequências espaciais e encontra-se entre 3 e 8 ciclos por grau. A
maior frequência é atingida entre 50 cpg e 60 cpg, e corresponde à maior capacidade de
resolução espacial para estas condições (Rovamo et al., 1999; Schwartz, 2004).
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Figura 17: Figura da função da sensibilidade ao contraste de luminância espacial. A
forma muda de passa baixa, nas baixas luminâncias para passa-banda, nas altas
luminâncias (Adaptado de webvision. med.utah.edu/KallSpatial.htm, acessado em
12/05/2010)
Segundo a Teoria dos Canais Múltiplos, existem diferentes grupos de neurônios
que processam diferentes frequências espaciais (Campbell, 1974). Esta teoria foi criada
por Campbell & Robson (1968) que mediram a função de sensibilidade ao contraste em
indivíduos adaptados a uma determina frequência espacial. Após esta adaptação a
função de sensibilidade ao contraste apresentava um rebaixamento na região da
frequência espacial de adaptação quando comparada à função de sensibilidade ao
contraste medida sem adaptação Com essa teoria, Campbell e Robson, sugeriram a
existência de múltiplos canais no sistema visual humano, e que cada canal responde
seletivamente a um grupo de frequências espaciais (BLAKEMOR.C & Campbell,
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1969). Dessa maneira alguns canais respondem a frequências espaciais altas, outros a
frequências espaciais médias e outros a frequências espaciais baixas. A curva de
sensibilidade ao contraste é dada pelo conjunto dos picos de cada um dos canais (figura
18). Isso permite o conhecimento e estudos de condições onde ocorrem perdas para uma
determinada faixa de frequência espacial (baixa média ou alta).
Figura 18: À esquerda, função da sensibilidade ao contraste espacial (FSCe)
composta por vários canais seletivos para frequência espacial. À direita FSCe após a
adaptação para uma determinada frequência espacial , a FSCe é rebaixada para a
frequência espacial que foi adaptada(
www.pc.rhul.ac.uk.acessado e adapatado em
15/06/2010).
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O conhecimento de fatores como a forma da função, os valores de frequências
espaciais onde se obtém as medidas de maior sensibilidade são de fundamental
importância quando se pensa na aplicação desta função como uma medida clínica.
Sensibilidade ao Contraste Temporal (SCt)
Nosso sistema visual é altamente sensível para eventos dinâmicos. As mudanças
temporais que acontecem na retina são necessárias para que ocorra a visão espacial, ou
seja, o sistema visual requer algumas mudanças na luminância através do tempo para
que se mantenha responsivo aos estímulos. Por sua vez, os movimentos oculares
adicionam uma modulação temporal à imagem espacial retiniana, mesmo quando
olhamos para um alvo estacionário, são considerados normais pequenos movimentos
oculares, que são tremores fisiológicos dos olhos em alta frequência, imperceptíveis e
involuntários (microsacadas) (Norton, Corliss, & Bailey, 2002b). Mesmo com estes
pequenos movimentos que ocorrem involuntariamente quando fixamos uma imagem,
alguns contornos do campo visual podem sumir temporariamente, o que é conhecido
como efeito de Troxler. No mundo real, entretanto, as luzes aparecem e desaparecem,
piscam, os objetos movimentam-se, os olhos movimentam-se também garantindo que o
padrão da imagem mude constantemente através do tempo (Norton et al., 2002b).
Para o estudo da visão temporal utilizam-se normalmente estímulos que mudam
sua luminância em um padrão senoidal ao longo do tempo (figura 19).
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Figura 19: Perfil de luminância para um estímulo cuja luminância é modulada
senoidalmente através do tempo. Lmax corresponde a luminância máxima, Lmin
corresponde a luminância mínima e L média a luminância média. A letra “A”refere-
se a amplitude de modulação(Adaptado de Schwartz,2004).
Um estímulo de baixa frequência temporal é visto como um estímulo piscante
em uma baixa velocidade, e um estímulo de alta frequência temporal é visto como um
estímulo piscante em uma velocidade alta. Quando um estímulo está piscando em baixa
velocidade, o piscar é perceptível, mas se o mesmo estímulo estiver em uma velocidade
alta, o piscar torna-se indistinguível de um estímulo estacionário de mesma intensidade,
ou seja, ao atingir o limiar, o estímulo não pode mais ser resolvido, e o piscar
desaparece (Cornsweet, 1970). Este limiar é denominado de frequência critica de fusão
(FCF). A FCF é diretamente proporcional ao log da luminosidade do estímulo (Lei de
Ferry- Potter).
FCF=k log+b
Onde k é a inclinação da função, b =constante e L=luminância
Para altos níveis de luminância, a FCF aumenta com a excentricidade da fóvea,
e é diretamente proporcional ao log da área do estimulo piscante (Lei de Granit-Harper),
além de aumentar com o nível da adaptação a luz (Norton et al., 2002b).
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Através de registros eletrofisiológicos foi possível determinar que algumas
propriedades da FCF, ocorrem nos primeiros estágios do processamento visual (Norton
et al., 2002b).
Estudos feitos com sujeitos normais constataram que a FCF atinge seu limiar em
condições fotópticas em torno de 60 Hz; já em condições escotópicas seus limiares
apresentam um decréscimo atingindo valores em torno de 15 Hz (Tyler & Hamer,
1990).
A FCF é a medida da capacidade temporal do sistema visual em resolver
detalhes, e seu mínimo intervalo de resolução, a acuidade temporal pode ser considerada
análoga ao menor ângulo de resolução no domínio espacial, ou seja, análogo a acuidade
visual de grades. Ambos medem o maior limite do sistema visual para detectar a
presença de alterações entre claro e escuro com um estímulo de máximo contraste.
(Norton et al., 2002b). Portanto a frequência crítica de fusão é o correlato temporal da
acuidade visual espacial. Para se obter a informação de como o sistema visual responde
a diferentes frequências temporais, avalia-se a função de sensibilidade ao contraste
temporal (SCt), que,por sua vez, é análoga a função de sensibilidade ao contraste
espacial. A onda senoidal temporal mostrada na figura 20 é semelhante às grades de
ondas senoidais espaciais, com a exceção que a luminância na SCt, muda ao longo do
tempo e não do espaço.Podemos medir a função de sensibilidade ao contraste
temporal(SCt), pelo limiar de contraste encontrado para cada frequência temporal e
determinar assim a recíproca do limiar de contraste, ou seja,a sensibilidade ao contraste
(Cornsweet, 1970).O contraste de uma onda senoidal temporal tem a mesma definição
do contraste de uma grade de onda senoidal, ou seja: C=(Lmax-Lmin)/(Lmax+Lmin).
Em humanos a função de sensibilidade ao contraste temporal, apresenta
analogamente à função da sensibilidade ao contraste espacial, a forma de banda de
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passagem que inclui um pico de sensibilidade ao contraste para frequências
intermediárias (5Hz a 20 Hz) e um corte nas frequências altas (15Hz a 60 Hz) que
representa o limite da acuidade temporal, acima da qual o piscar não pode ser resolvido
mesmo com um contraste máximo (FCF). Apresenta também uma queda para as
frequências temporais baixas. (figura 20) (Rasengane, Allen, & Manny, 1997; Schwartz,
2004).
Figura 20: Sensibilidade ao Contraste para diferentes frequências temporais. A área
sob a linha indica os valores de contraste que permitem a percepção do piscar e a
área sobre a linha a região onde não se observa o piscar. Para os humanos, o pico de
sensibilidade para esta função está localizado nas frequências médias-altas, entre 8 e
10 Hz. Nota-se a acuidade temporal, no ponto onde a linha toca o eixo das abscissas
Adaptado de webvision. med.utah.edu/KallSpatial.htm, acessado em 12/05/2010)
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A redução para a sensibilidade nas frequências temporais baixas mostra que
mudanças de baixa velocidade na iluminação não são percebidas. Como mostra a figura
18, o sistema visual apresenta uma sensibilidade ao contraste temporal baixa para
luminância baixa (0,06td). O ser humano pode perceber apenas frequências temporais
baixas para contrastes que variam de médio a alto. À medida que o nível de luminância
aumenta, podemos perceber estímulos modulados senoidalmente com contraste baixo
em uma ampla banda de frequências temporais (Norton et al., 2002b).
A queda na função da SCt para baixas frequências, é resultado da interação
centro- periferia dos neurônios... Os fotorreceptores que se conectam diretamente com
as células bipolares de centro On (formam o centro receptivo da célula), produzem uma
despolarização (inibição) das células bipolares em resposta a luz. (Figura 21 B e 21C).
Isso leva a um atraso na resposta pelo atraso na sinapse e pelo tempo de processamento
da resposta. Os fotorreceptores que se conectam indiretamente via células horizontais
(isto é, as células formam a periferia do campo receptivo)com o centro On das células
bipolares ,mudam o potencial de membrana da célula bipolar , produzem uma
excitação(hiperpolarização) em resposta ao aumento da luminância Ocorre assim um
atraso entre os sinais que chegam no centro em relação aos que chegam na periferia da
célula bipolar. Quando o estímulo piscante é de frequência temporal baixa
(aproximadamente 1Hz), a diferença entre o sinal que chega no centro e o que chega na
periferia é insignificante.Como mostra a figura 21 B, as duas respostas opostas são
somadas pela célula bipolar, o que resulta em um sinal baixo. Assim a célula tem uma
baixa resposta para frequências temporais baixas. Quando o piscar é maior (5Hz a 30
Hz),o atraso (d),entre as informações que chegam no centro e na periferia do campo
receptivo, apresenta um fator significativo.Como mostra na figura21 C, se o atraso
centro-periferia é igual a metade de um ciclo,o sinal da periferia chega exatamente
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metade de um ciclo depois do sinal do centro. Isso leva a uma despolarização tanto do
centro quanto da periferia da célula, que somam seus estímulos e fornecem uma
resposta maior (Norton et al., 2002b).
Figura 21:Figura de como a latência da periferia do campo receptivo pode contribuir
para queda nas frequências temporais baixas.Em A conexão de fotorreceptores(P) e
células horizontais(H) para as células bipolares (BP) que compreende componentes
de centro-periferia de um campo receptivo.B Respostas quando a relação de piscar é
baixa.C efeito da resposta das células bipolares quando o piscar é rápido o suficiente
que o atraso(d) do sinal da periferia, em comparação com a latência do sinal do
centro, é igual a meio ciclo.Os pontos ligados na vertical correspondem aos pares de
pontos que são somados.(Adaptado de :Norton et al, 2202 )
Analogamente a FSCe, a redução para as altas frequências se deve à MTF
temporal do sistema óptico e a capacidade de resposta temporal dos fotorreceptores..
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Por serem funções informativas com relação ao processamento espacial de
brilho e detalhes e de como estes variam no tempo, estas funções são altamente
descritivas da capacidade espacial e temporal do sistema visual para a visão de formas.
Pouca aplicação clínica ainda se encontra na literatura para ambas as funções, mas,
principalmente para a FSCt.
Para o estudo da função de sensibilidade ao contraste (espacial e temporal) e de
seu desenvolvimento, devemos ainda considerar quais os principais fatores que
interferem nesta função.
Função de Transferência de Modulação (MTF)
A avaliação do sistema visual humano, por meio da sensibilidade ao contraste
teve sua origem na medida da MTF de um sistema óptico (Nes & Bouman, 1967).
A resolução espacial apresenta limitações, que provém tanto de fatores óptico
como de fatores neurais. Para separar esses dois fatores, é muito importante que se tenha
uma medida quantitativa do desempenho do sistema óptico, o que é usualmente feito
medindo-se a função de transferência de modulação (MTF) desse sistema óptico ou de
uma lente. Quando a medida é feita apenas para os meios ópticos de um sistema, esta
função é denominada de Função de Transferência Óptica (OTF). Com relação à parte
neural do nosso sistema visual, a capacidade das células da via visual em responder às
modulações recebe a denominação de Função de Transferência Neural (NTF). Portanto,
a MTF do sistema visual é análoga à função de sensibilidade ao contraste (CFS), e
resulta de uma análise da capacidade global de transferir modulações do sistema visual
(Bour & Apkarian, 1996; Schwiegerling, 2000).
Para se determinar a MTF, grades senoidais de contraste conhecido são
apresentadas como um objeto no espaço, e mede-se o contraste da imagem. A razão do
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contraste da imagem pelo contraste do objeto, como uma função de frequência espacial
é a MTF (figura22). Uma perfeita transmissão corresponde ao valor de unidade, porém
em qualquer sistema óptico real, existe uma redução no contraste devido à imperfeição
desse sistema, ou seja, um estímulo que apresente 100% de contraste formará na retina
uma imagem com um contraste inferior a 100% (Amesbury & Schallhorn, 2003;
Charman, 1991; Schwartz, 2004). Com o envelhecimento do sistema visual humano,
ocorre uma redução da MTF para as altas frequências espaciais que se devem não
apenas a alterações das capacidades ópticas das grandes lentes como a córnea e o
cristalino, mas também pela redução do número de fotorreceptores na retina (Greene &
Madden, 1987).
Figura 22: Grade espacial à esquerda com 100% de contraste, focado por uma lente
óptica para determinar a função de transferência modular (MTF) da lente. À direita
na figura, temos a imagem da grade espacial com redução do contraste (55%)
(Schwiegerling, 2000)
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Processamento Paralelo do Sistema Visual
O sistema visual humano é organizado em vias paralelas que levam informações
visuais da retina para o corpo geniculado lateral e deste para o córtex visual primário
(V1) (Silveira et al., 2008).
O atributo dado a vias visuais processarem informações em paralelo teve seu
início a partir da constatação da presença de três grupos diferentes de células, X, Y e W,
na camada plexiforme interna da retina de gatos (Enroth.Cugell, 1966). Trabalhos mais
recentes mostraram uma relação desses grupos de células com as vias visuais
Parvocelular, Magnocelular e Koniocelular presentes em humanos, que são assim
classificadas por apresentarem diferenças morfofuncionais. Entretanto o papel de cada
uma das vias ainda não está totalmente esclarecido (Silveira et al., 2008).
As vias Me P organizam-se de maneira paralelas, da camada das células
ganglionares em direção ao corpo geniculado lateral, e são intercaladas pela via K. Essa
organização de vias em paralelo é encontrada não somente em humanos como também
em primatas (Silveira, 1998).
Na camada de células ganglionares, na retina, existem diferenças morfológicas
entre as células M e P. As células ganglionares M possuem corpo celulares maiores, e as
células ganglionares P apresentam corpos celulares menores. A quantidade de células
ganglionares M e P na retina é em torno de 10% e 80% respectivamente (Boycott &
Wassle, 1991; Silveira, 1998)
No corpo geniculado lateral (figura 23), encontra-se três populações de
neurônios, que vão formar as vias Magnocelular, Parvocelular e Koniocelular.
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Figura 23: Secção frontal do Corpo geniculado Lateral de um primata não humano.
As camadas 1 e 2 correspondem as camadas ventrais onde se organizam as vias
magnocelulares.Nas camadas de 3 a 6, tem-se as camadas dorsais do corpo
geniculado lateral, onde estão organizadas as vias Parvocelulares. E as intercamadas
correspondem às vias Koniocelular
Os neurônios da via Magnocelular encontram-se nas camadas ventrais 1 e 2 do
corpo geniculado lateral e recebem informações vindas da retina de células ganglionares
M, que por sua vez recebem conexões das células bipolares e estas dos cones M e L,
que irão dar origem ao antagonismo espacial entre centro-periferia. A via Magnocelular,
está relacionada à capacidade de se detectar altas frequências temporais, visão
acromática, estereopsia, hiperacuidade de Vernier e movimento (Lee, Martin, &
Valberg, 1989b; Lee, Martin, & Valberg, 1989a). Esta via constitui a base para os
canais de luminância (Ellemberg, Lewis, Liu, & Maurer, 1999; Livingstone & Hubel,
1988; Silveira & Perry, 1991).
Os neurônios da via Parvocelular encontram-se organizados nas 4 camadas
dorsais do corpo geniculado lateral que por sua vez recebem informações das células
ganglionares P, presentes na retina, e ligam-se também a células bipolares e essas a
cones L e M com canais de oponência pra luminância, L centro M periferia ou vice
versa ,dando origem a aos canais de oponência cromática e apresentam um papel
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importante na sensibilidade acromática de altas frequências espaciais ,baixas
frequências temporais e a informações na visão cromática verde-vermelho, além da
detecção de detalhes finos dos estímulos (Perry, Oehler, & Cowey, 1984; Silveira &
Perry, 1991).
Os neurônios da via Koniocelular, conhecida como via interlamelar, intercalam
as duas outras vias e recebem informações das células ganglionares biestratificadas da
retina blue- on. Esta via provavelmente está relacionada ao processamento de cores
azul-amarelo (figura24) (Martin, White, Goodchild, Wilder, & Sefton, 1997).
Figura24: Representação das conexões feitas pelas células ganglionares da retina
com as células bipolares e estas com os cones L e M ou S. No esquema é possível
visualizar as células ganglionares que formam a via M (células ganglionares
parasol), via P(células ganglionares anãs) e via K (células ganglionares
biestratificadas pequena) (modificado de Lee, 2004).
Os axônios da via Parvocelular dirigem-se para a camada 4cβ do córtex visual
primário (V1), já as fibras da via Magnocelular são projetadas para a camada 4cα de V1.
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(Lee, 2004). O trabalho de Xu (2001) evidenciou por meio de registros
eletrofisiológicos extracelulares a existência de 3 subtipos de células Koniocelulares em
Aotus Trivirgatus. O subtipo K3 tem projeções axonais que partem do NGL e vão às
áreas corticais da camada III de V1 coradas com citocromo oxidase (BLOBs), sendo
este subtipo relacionado com o processamento cromático da via azul-amarelo. Os
subtipos K1/K2 apresentam suas projeções para a camada I de V1. Estes subtipos
apresentam uma seletividade maior para frequências espaciais baixas e altas frequências
temporais se assemelhando, em resolução, às células M. Com relação à visão espacial
de K3, os valores de resolução espacial e temporal são aparentemente intermediários
entre os das células M e P. Trabalhos adicionais com técnicas de imunuocitoquímica
dão suporte para a existência de subtipos de células K (Xu et al., 2001).
As informações da via M direcionam-se para as áreas corticais V1 e V5 (MT),
que estão ligadas a movimentação dos olhos, orientação e detecção de movimento. As
informações provenientes de da via M, chegam com uma velocidade maior do que as
informações levadas ela via P e K, o que justifica estar esta via ligada a percepção de
movimento (Dacey, 2000; Derrington & Lennie, 1984; Livingstone, Rosen, Drislane, &
Galaburda, 1991). Já as informações da via P, são informações de oponência cromática,
o que indica estar essa via ligada na detecção da modulação cromática (Kremers, Lee, &
Kaiser, 1992; Yeh, Lee, & Kremers, 1996).
As vias M e P apresentam quatro tipos diferentes de células, as Magno On e Off
e Parvo On e Off (figura 25) (Van Wyk, Wassle, & Taylor, 2009; Yucel, Zhang,
Weinreb, Kaufman, & Gupta, 2003).
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Figura 25: Esquema ilustrativo da retina com as vias On e Off.O esquema mostra
três tipos de células que contribuem para essa vias: Cones, células bipolares e as
células ganglionares On e Off na camada plexiforme interna onde ocorrem as
sinapses das células bipolares com as células ganglionares On e Off
(webvision.med.utah.edu/imagens.Acessado e modificado em 19/03/2010).
Essa característica funcional do sistema visual foi reconhecida por meio de
respostas eletrofisiológicas na retina, onde se pode perceber que algumas células
respondiam a incremento de luz (células On) e outras a decremento luminoso (células
Off) (Chalupa & Gunhan, 2004). Esse achado deu-se pela primeira vez em células
ganglionares na retina de gato, com centro de campo receptivo On e Off (Kuffler,
1953).
Estudos feitos com macacos mostraram a existência, de dois mecanismos de
oponência, um para a variável espacial e outro para cor. Wiesel e Hubel (1966) em seu
estudo demonstraram a existência de quatro tipos de campos receptivos para estas
variáveis. Os campos receptivos dos neurônios do corpo geniculado lateral do macaco
Rhesus foram nomeados em quatro tipos: tipo I com antagonismo tanto cromático
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quanto espacial; tipo II apenas antagonismo cromático, ou seja, as regiões On e Off são
co-existentes; tipo III apenas antagonismo espacial e tipo IV com respostas maiores para
antagonismo espacial do que para antagonismo cromático. Outros estudos feitos
posteriormente confirmaram os achados de Wiesel e Hubel (1966), tanto no corpo
geniculado lateral de macacos (Derrington & Lennie, 1984), quanto nas camadas de
células ganglionares da retina (Lee et al., 1989b; Lee et al., 1989a). As células M
apresentam campo receptivo do tipo III e IV, já as células P apresentam campo
receptivo do tipo I.
As células M recebem informações dos cones sensíveis a comprimento de onda
longo (cones L) e a cones sensíveis a comprimento de onda médio (cones M),
O que sabemos hoje é que respostas diferentes ao aumento e diminuição da luz
na retina, ocorrem em todos os níveis do sistema visual (Chalupa & Gunhan, 2004)
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Desenvolvimento da Sensibilidade ao Contraste
Sabendo que as vias visuais apresentam seu processamento em paralelo e que
estas vias apresentam diferenças anatômicas e funcionais, torna-se claro a necessidade
do conhecimento do seu período crítico de maturação, para que assim possa se
compreender as consequências causadas ao sistema visual por um mau funcionamento
ou por alguma patologia que se estabeleça durante esse período (Hammarrenger et al.,
2003).
Existem evidências de períodos diferentes de maturação das vias visuais, como
os achados em macaco Rhesus, onde a migração das células M para o diencéfalo ocorrer
antes do que as células P, e durante o período de apoptose antes do nascimento o
numero de morte celular da via M no corpo geniculado lateral é superior a ocorrida com
as células da via P (Rakic, 1977). As diferenças na maturação também podem ser
percebidas na região cortical. O número de sinapses que ocorrem com macaco Rhesus,
com três semanas de vida, na camada 4Cα (para onde as células M do CGL projetam-
se), é muito semelhante a valores encontrados em um adulto. Já as sinapses ocorridas na
camada 4cβ (provenientes da via P no CGL), ocorrem de maneira mais gradual. Essas
sinapses apresentam um aumento até a 12° semana de nascimento ocorrendo uma
pequena queda após este período até atingirem os valores de um adulto. Mesmo o
desenvolvimento da camada 4Cα, em estudos morfológicos com macacos, ocorre
primeiro do que a camada 4cβ (Mates & Lund, 1983).
Estudos em humanos mostram também haver um desenvolvimento anatômico
semelhante aos achados em macacos, como o do corpo celular e dos dendritos da célula
M ocorrer anteriormente do que da célula P (Hammarrenger et al., 2003), o
desenvolvimento que ocorre na retina durante a infância (Abramov et al., 1982) e a
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proliferação de sinapses que ocorre no córtex visual (Huttenlocher, Decourten, Garey, &
Vanderloos, 1982).
Testes em humanos, que avaliam a acuidade visual, mostram que em recém-
nascidos, essa função (acuidade visual) apresenta uma limitação de aproximadamente
50 vezes, quando comparada a acuidade visual de um adulto. A acuidade visual em
recém-nascidos apresenta um período de desenvolvimento rápido, nos primeiros seis
meses de idade (Salomão & Ventura, 1995; Schwartz, 2004). As avaliações psicofísicas
e eletrofisiológicas mostram dados sobre o desenvolvimento funcional, por meio da
avaliação da acuidade visual, sensibilidade ao contraste espacial e temporal, além de
outros testes que buscam separar de maneira mais precisa as vias Magnocelular e
Parvocelular On e Off.
Estudos que avaliam a função da sensibilidade ao contraste em crianças, bem
como o seu desenvolvimento, tiveram seu início na década de 70 (Banks, Stephens, &
Hartmann, 1985) e foram feitos por meio da aplicação de métodos comportamentais
cuja avaliação baseava-se na preferência por padrões, encontrando como resultado uma
sensibilidade ao contraste menor do que a encontrada em adultos (Atkinson, Braddick,
& Braddick, 1974; Banks & Salapatek, 1976).
Adams & Courage (2002),utilizando-se de um teste desenvolvido por eles
baseado nos cartões de acuidade de Teller, avaliaram a função da sensibilidade ao
contraste de crianças de 4 a 9 anos e em adultos e adicionaram os dados a dois de seus
trabalhos desenvolvidos anteriormente em que foi feita a avaliação de bebês entre 1 mês
e 3 meses de idade (Adams, Mercer, Courage, & Vanhofvanduin, 1992; Adams &
Courage, 1993). Os resultados mostraram um ganho qualitativo e quantitativo na função
da sensibilidade ao contraste espacial. Esse trabalho obteve também como resultado
uma completa maturação dessa função aos 9 anos de idade e um aumenta da
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sensibilidade ao contraste espacial para as frequências espaciais mais altas nas idades a
partir de 4 anos(figura 26).
Figura 26: Desenvolvimento da Sensibilidade ao Contraste Espacial, desde o primeiro
ano de vida até a maturidade com as médias e os erros padrões de cada frequência
espacial em cada idade (Adams&Courage,2002.Modificado em 20/05/2010).
Outros estudos comportamentais utilizando-se da técnica do olhar preferencial
mostraram que o desenvolvimento da função de sensibilidade ao contraste temporal em
crianças, apresenta também um período de desenvolvimento atingindo os valores
próximos de um adulto, aproximadamente aos dois meses de idade (Regal, 1981).
Novas metodologias, baseadas nos movimentos oculares (Meijler & Van den
Berg, 1976) e no método do Potencial Visual Provocado (PVE), foram aplicadas para o
estudo da função da sensibilidade ao contraste e de seu desenvolvimento na infância
(Norcia, Tyler, & Allen, 1986; Norcia, Tyler, & Hamer, 1990).
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O que sabemos é que a sensibilidade ao contraste em crianças é menor do que
em adultos, e que existe um desenvolvimento dessa função nos primeiros meses de vida,
achados esses bem documentados em estudos eletrofisiológicos (Norcia et al., 1990) e
comportamentais (Atkinson, Braddick, & Moar, 1977).
Apkarian (1993) em seu estudo com potencial visual provocado (PVE), mostrou
que o desenvolvimento da maturação da sensibilidade ao contraste temporal ocorre após
os 5 meses de idade.
Norcia et al (1990), utilizando-se do PVE, demonstraram ocorrer um maior
desenvolvimento para as baixas frequências espaciais da quarta a nona semana de vida,
atingindo após este período os valores similares ao de um adulto. Após as nove semanas
as baixas frequências permanecem praticamente constantes, enquanto a sensibilidade ao
contraste para as altas frequências aumenta de forma gradativa até atingirem os valores
de um adulto. Fatores anatômicos, como o tamanho do globo ocular e uma menor
densidade de fotorreceptores, ajudam a justificar essa redução na sensibilidade ao
contraste espacial e temporal em recém nascidos, além da presença de um maior ruído
neural do que em adultos, uma vez que com o avanço da idade esse ruído neural
apresenta uma redução considerável e por sua vez uma melhora na sensibilidade ao
contraste (Skoczenski & Norcia, 1998).
Estudos feitos com cartões desenvolvidos para avaliar a função da sensibilidade
ao contraste, semelhantes aos Cartões de Acuidade de Teller, mostraram haver uma
melhora no pico da sensibilidade durante o primeiro ano de vida (Adams et al., 1992;
Adams & Courage, 1993).
Ellemberg et al (1999) mediram o desenvolvimento da visão espacial e temporal
em crianças a partir dos 4 anos de idade. Foi usado um padrão de grades de ondas
senoidais para a avaliação da função de sensibilidade espacial e um padrão modulado
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através do tempo para o estudo da função de sensibilidade ao contraste temporal. Para a
visão espacial, crianças a partir de 7 anos atingem valores semelhantes ao de adultos.
Para a visão temporal, crianças a cima de 4 anos apresentam valores semelhantes ao de
adultos para as frequências temporais altas(30Hz).Para as frequências temporais baixas
(5Hz e 10Hz), a sensibilidade ao contraste temporal atinge os valores de adulto por
volta dos 7 anos de idade (figura 27)
Figura 27: Média da sensibilidade ao Contraste (+/- 1 erro padrão) em função da
frequência temporal para adultos e crianças (Adaptado de Ellemberg, 1999).
Os valores de maturação e desenvolvimento variam muito de acordo com a
técnica utilizada e até mesmo quando se utilizava da mesma técnica para avaliara a
sensibilidade ao contraste temporal, porém em diferentes laboratórios. Estudos
avaliando a resposta retiniana por meio de eletroretinograma mostraram que o
desenvolvimento da frequência critica de fusão na retina ocorre cedo na vida, atingindo
os valores adultos perto dos 2 meses de idade (Rasengane et al., 1997). Porém todos os
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estudos entram em concordância a respeito da existência de um período de
desenvolvimento das funções de sensibilidade ao contraste até atingirem valores de um
adulto (Rasengane et al., 1997).
Muito pouco, no entanto, é conhecido sobre o desenvolvimento da sensibilidade
ao contraste e de quando realmente esta atinge os valores de adulto. Estudar as
diferenças no desenvolvimento da sensibilidade ao contraste espacial e temporal pode-
se conquistar novas ferramentas de conhecimento de fatores que limitam ambas as
sensibilidades, bem como diferentes graus de desenvolvimento de aspectos neurais.
(Mirabella et al., 2005; Oliveira et al., 2004; Oliveira, 2007)
As pesquisas feitas com crianças mais velhas mostram resultados muito
diferentes entre si. Enquanto um estudo feito com crianças entre 8 e 15 anos, mostrou
que a sensibilidade ao contraste espacial ainda encontrava-se imatura (Arundale, 1978),
outros estudos encontraram valores semelhantes ao de adultos em crianças cujas faixas
etárias variavam entre 6 e 10 anos de idade (Derefeldt, Lennerstrand, & Lundh, 1979;
Mayer, 1977). Outros trabalhos avaliam estas funções, mas não determinaram a idade
em que os valores de adultos são alcançados (Abramov et al., 1984; Gwiazda, Bauer,
Thorn, & Held, 1997; Scharre, Cotter, Block, & Kelly, 1990).
Temos, portanto, uma importante lacuna, no que diz respeito ao entendimento de
como as funções de Sensibilidade ao Contraste Espacial e, principalmente, a
Sensibilidade ao Contraste Temporal, se desenvolve.
A escassez de trabalhos sobre estes tópicos também se estende para a idade da
maturidade e da senescência. Assim, nosso trabalho visa explorar as medidas de
Sensibilidade ao Contraste buscando contribuir para o preenchimento desta lacuna.
Um resumo dos trabalhos citados encontra-se anexo (Anexo I).
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Valores de Normalidade
Para a utilidade prática nas respectivas comparações necessitamos determinar
valores de normalidade para as funções estimadas. Para tal, é indispensável termos em
mente alguns conceitos. Um intervalo de confiança cobre um parâmetro populacional
com uma dada confiabilidade isto é, certa probabilidade. Há também uma maneira de se
cobrir uma proporção fixa da população, também com uma dada confiabilidade. Tal
procedimento é denominado de Intervalo de Tolerância e seus limites de Limites de
Tolerância (Home, 2010). Uma aplicação dos Limites de Tolerância envolve a
determinação de faixas de valores que cobrem uma proporção específica da população.
Quanto maior o número da amostra que originou o Intervalo de Tolerância,
melhor será a precisão com a qual conseguiremos estabelecer os pontos limites. Tais
Intervalos de Tolerância estatisticamente definidos apresentam uma interpretação
probabilística, ou seja, estabelecemos os limites os quais consideramos como normais,
com uma dada probabilidade de certeza.
O Intervalo de Tolerância é definido pelos Limites de Tolerância Inferior e
Superior, computados pelas medidas obtidas em nossa amostra. De acordo com Dixon e
Massey (1969) os limites são calculados pela equação:
Limite Superior: L
s
= X + k.D
Limite Inferior: L
i
= X – k.D
onde X é o valor médio, D o desvio-padrão e k são determinados considerando-se o
intervalo a ser coberto para uma dada proporção da população, com uma dada
confiabilidade.
Limites de Tolerância também podem ser obtidos para dados não-paramétricos.
Neste caso, os Limites de Tolerância podem ser considerados como a proporção da
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população entre o menor e o maior valor obtido em uma população de valores
contínuos, mas função de distribuição desconhecida (Somerville, 1958).
Psicofísica
A Psicofísica é o estudo da relação entre o estímulo físico e a resposta
perceptual, dada de maneira verbal ou comportamental. Uma das dificuldades nas
pesquisas que se dedicam ao estudo da percepção é determinar a sua precisão. Foram
antigos estudiosos, como o fisiologista Ernest Weber (1795-1871) e o físico e filósofo
Gustav Teodor Fechner (1801-1887), que na tentativa de estabelecerem uma forma de
quantificar a percepção deram início aos princípios teóricos da psicofísica. Termo esse
creditado a Gustav Teodor Fechner (1801-1887), que primeiro descreveu os princípios
psicofísicos por meio de uma abordagem matemática para as relações elaboradas na
época sobre percepção e estimulação física (Coren, Ward, & Enns, 2004b; Norton et al.,
2002a). O psicólogo alemão Wilhelm Max Wundt (1832-1920), acreditava serem as
respostas orgânicas dependentes de fatores fisiológicos e psicológicos (Coren et al.,
2004b). Assim sendo, a Psicofísica pode ser considerada como parte da Psicologia.
Existem 3 relações básicas entre a pesquisa perceptual: a relação(Φ)entre o
estímulo e a resposta fisiológica; a relação(ψ) entre o estímulo e a resposta perceptual e
a relação(L) entre a resposta fisiológica e a perceptual(Goldstein, 2001) (figura 28).
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Figura 28: Relações básicas entre a pesquisa perceptual (Goldstein, 2001).
A relação (Φ) fisiológica é o método dominante para estudar os trabalhos
fisiológicos de mecanismos perceptuais, como a pesquisa de Hubel e Wiesel (1962), na
qual eles especificaram a resposta e a organização dos neurônios do sistema visual de
gatos e macacos. A relação (ψ) é chamada de método psicofísico e incluem o método
clássico de Fechner para determinar os limiares (Fechener, 1860 Goldstein, 2001). E a
relação L, é a ligação entre a fisiologia e a percepção (Goldstein, 2001).
A medida psicofísica da função visual envolve a apresentação do estímulo, que
varia ao longo de várias dimensões (comprimento de onda, duração de exposição,
forma), e a emissão de uma resposta comportamental decorrente dessa estimulação
sensorial.
Os experimentos psicofísicos e os procedimentos clínicos baseados na
psicofísica envolvem a determinação de um limiar, que é definido como a quantidade
mínima de estímulo que pode ser detectado. A sensibilidade a um estimulo físico é a
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recíproca de seu limiar (sensibilidade = 1/limiar). Teoricamente, o limiar é determinado
pelo ponto onde o estímulo é detectado em 50%.
Nas medidas de limiares a passagem de um estado de sensibilidade para outro é
gradual. No caso dos humanos, tal variabilidade pode ser decorrente de uma série de
fatores como estado de adaptação do sistema, “ruídos” neurais, característica do
estímulo e da tarefa, assim como atenção, motivação e a disposição física, tornam-se
variáveis que irão afetar o limiar (Costa, 2009; Norton et al., 2002a).
Métodos Psicofísicos Clássicos
São três os métodos psicofísicos clássicos descritos por Fechner:
Método do Ajuste: Onde o sujeito testado, tem o controle da variação do
estímulo de maneira direta, ou seja, o sujeito testado ajusta o valor do estímulo até que
esse se iguale ao estímulo padrão. O teste pode ser ascendente, onde o sujeito tem a
tarefa de identificar o ponto exato onde ele é capaz de perceber o estímulo ou no caso
do ajuste descendente, o sujeito deve determinar o ponto onde deixa de perceber o
estímulo; estabelecendo-se assim, uma estimativa do limiar (Bi & Ennis, 1998;
Treutwein, 1995); Método dos Estímulos Constantes, que está relacionado à
apresentação de uma determinada quantidade de estímulos repetida vezes, o limiar do
estímulo é encontrado em qualquer lugar dentre esses pontos. A detecção do sinal é
relacionada a intensidade do estímulo. Sua medida é chamada de função psicrométrica,
onde existe uma maior probabilidade de acerto na detecção de sinais que estejam em
pontos de maior intensidade de estimulação (Bi & Ennis, 1998); Método dos Limites,
quando há a apresentação de estímulos bem acima ou bem abaixo do limiar e este
estímulo é aumentado ou diminuído, até o instante em que o sujeito torna-se incapaz de
perceber o estímulo. Esse teste assemelha-se ao Método do Ajuste, porém o sujeito não
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tem controle sobre a intensidade do estímulo. A tarefa do sujeito é responder se o
estímulo é visto ou não, modulado em passos iguais de intensidade do estímulo. Assim
o limiar é considerado como uma média de pontos de limiares ascendentes e
descendentes medidos (Bi & Ennis, 1998; Coren, Ward, & Enns, 2005; Costa, 2009).
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Objetivos
Dada a necessidade de maior conhecimento do desenvolvimento da Função de
Sensibilidade ao Contraste e da contribuição das vias de processamento espacial,
Magnocelular e Parvocelular, temos como objetivo avaliar a Função de Sensibilidade ao
Contraste de Luminância Espacial e Temporal, estudar o desenvolvimento destas
funções, a contribuição das vias de processamento paralelo para as funções de
Sensibilidade ao Contraste e seu respectivo desenvolvimento e, por fim, determinar
valores normativos destas funções visando uma aplicabilidade clínica.
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Material e Métodos
Sujeitos
A casuística prevista é de 100 sujeitos baseada no cálculo de tamanho de
amostra, com poder fixo de 0,80 e alfa de 0,05. O estudo de tamanho da amostra sugere
um número mínimo de 30 sujeitos para cada um dos grupos com diferentes faixas
etárias: Grupo I (6 a 15 anos de idade), grupo II (18 a 30 anos) e Grupo III (31 a 57
anos).
Como critério de inclusão, os sujeitos apresentavam acuidade visual corrigida
igual ou superior a 20/20; erro refrativo menor ou igual a 3.00 dioptrias esféricas
(considerando o respectivo equivalente esférico); avaliação ortóptica prévia
classificados como normais; terem exame oftalmológico normal. Foram excluídos os
sujeitos que apresentavam doenças sistêmicas; por estarem fazendo uso de medicamento
sistêmico ou de efeito no sistema nervoso.
Este estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética de Pesquisas com Seres Humanos
do Instituto de Psicologia da USP sob n° 2008 026.
Equipamento
Utilizamos o programa PSYCHO for Windows Versão 2.36 (Cambridge
Research Systems, CRS-Ltd, UK) acoplado a um microcomputador PC XTC -600. Os
estímulos foram apresentados em um monitor Sony Triniton de 19 polegadas GFD420
(Sony Corporation, USA) com resolução espacial de 800X600 e resolução temporal de
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69 Hz Os estímulos eram comandados pela placa gráfica VSG 2/4 (Cambridge Research
Systems, CRS-Ltd, UK) (figura 29).
Figura 29: Microcomputador PC onde está instalado o programa Psycho for
Windows. No monitor A, observamos a tela de experimentação. No monitor B,
exemplo de estímulo utilizado para a medida de Sensibilidade ao Contraste de
Luminância Espacial.
Estímulo
O estímulo para a avaliação da sensibilidade ao contraste espacial foi um padrão
listrado preto e branco de modulação senoidal, com as barras orientadas
horizontalmente (figura 30). Avaliamos quatro frequências espaciais de 0,5; 2,0; 8,3; e
14,5 cpg.
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Figura 30: Monitor de vídeo do aparelho Psycho for Windows com apresentação do
estímulo para sensibilidade ao contraste espacial, onde o padrão utilizado foi de
ondas senoidais.
Para a avaliação da sensibilidade ao contraste temporal, foi usada uma
modulação senoidal de luminância com uma função Gabor superposta. O campo de
teste era de 2.7º de ângulo visual e a transparência central da Gabor cobria 1º de ângulo
visual a 1 desvio padrão (figura 31). Na avaliação da frequência temporal, também
foram usados quatro estímulos com diferentes frequências temporais de modulação (2.5;
5.0; 10.0; e 20 Hz) respectivamente.
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Figura 31: Monitor de vídeo do aparelho Psycho for Windows com apresentação do
estímulo para sensibilidade ao contraste temporal, que consiste de um flicker de
modulação senoidal preto e branco que contem a função Gabor. Abaixo seu perfil de
luminância modulado senoidalmente através do tempo.
Na avaliação da contribuição das vias de processamento paralelo Magnocelular e
Parvocelular na Sensibilidade ao Contraste foi utilizado o Teste do Xadrez (Costa,
2010, submetido) (figura 32).
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Figura 32: Teste do Xadrez.com estímulos gerados no Psycho for windows Na parte
superior, o teste que avalia a via Magnocelular On (estímulo a esquerda) e
Off(estímulo a direita). Na parte inferior teste que avalia a via Parvocelular On e Off
(estímulo a esquerda e direita respectivamente).
O teste do Xadrez utilizado neste trabalho é uma adaptação desenvolvida por
Costa e Ventura (2005) da versão de Benoff et al (2001). No teste de Benoff et al
(2001), foi feita uma avaliação eletrofisiológica do potencial visual provocado, já na
versão de Costa & Ventura (2005) ,foi feita uma avaliação psicofísica,porém com o
mesmo objetivo do método original,que buscou separar as vias magnocelulares e
parvocelulares.
Para a avaliação das vias Magnocelular (0,5cpg) e Parvocelular (4,5cpg), o
estimulo foi apresentado com duas durações: 1500ms e 33ms, respectivamente. O
estímulo em formato de xadrez alternava a sua luminância, sendo a luminancia do fundo
mais baixa quando se avaliava a via Magnocelular e Parvocelular On e a luminância
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invertiam-se quando se avaliava a via Magnocelular e Parvocelular Off.O tabuleiro de
xadrez era apresentado de quatro maneiras: no procedimento para Magnocelular On ou
Off e Parvocelular On ou Off.
Os estímulos foram programados para serem apresentados de maneira aleatória.
Para todos os testes, a luminância média é de 34,4cd/m2, medida com o luminancímetro
Minolta XYZ e a correção gama realizada com o fotômetro Optical OP 200-E
(Cambridge Research Sistems- CRS - LTD, Cambridge, UK). O estímulo foi
apresentado a uma distância de 1 metro do sujeito, formando assim uma área de 4°X4°
de ângulo visual, exceto para a medida temporal, pois esta apresentava a função Gabor
superposta com corte em 1 desvio-padrão a 2,7° de ângulo visual.
Procedimento
Os sujeitos foram avaliados individualmente, em sala escurecida, sendo os
mesmos posicionados de maneira confortável em assento disposto a 1 metro de
distância da tela do monitor. A avaliação foi monocular, tendo como critério a avaliação
do olho de melhor visão ou sorteado no caso de uma acuidade visual igual em ambos os
olhos (Figura 33).
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Figura 33: Sujeito na sala de teste posicionado a 1metro de distância em relação ao
monitor gerador do estímulo. Avaliação feita monocularmente com o uso de protetor
ocular. No exemplo acima podemos perceber o estímulo utilizado na avaliação da
sensibilidade ao contraste espacial, onde o estímulo são grades de ondas senoidais.
Para avaliar a acuidade visual dos participantes medimos na tabela de optotipos
LogMAR ETDRS a visão de ambos os olhos em condições fotópticas.
Os sujeitos avaliados foram orientados para que durante o teste, mantivessem
sua atenção no ponto de fixação (cruz) localizado no centro do monitor. Os participantes
eram informados quanto ao aparecimento de um padrão de listras horizontais, pretas e
brancas no monitor , quando era feita a avaliação da sensibilidade ao contraste espacial,
ou padrão piscante para a avaliação da sensibilidade ao contraste temporal. Para a
avaliação das vias Magnocelular e Parvocelular, o sujeito era informado do
aparecimento de um padrão xadrez maior (Magnocelular) e menor (Parvocelular). Foi
usado um paradigma psicofísico de apresentação SIM/NÃO, onde o sujeito deveria
informar da presença ou ausência do padrão apresentado, ou seja, se viu ou não o
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estímulo. Caso o indivíduo não respondesse ao teste, ou não o fizesse no tempo
estipulado, esse estímulo era apresentado posteriormente de maneira aleatória. Para que
o participante percebesse a mudança do estímulo, um sinalizador sonoro avisava a cada
mudança A duração do estímulo no monitor era de até 6 segundos.
O teste só tinha seu início após a orientação ao participante a respeito do que lhe
seria solicitado. No início do teste o olho não testado era ocluido com adesivo
oftalmológico antialérgico (Oftan, AMP Brasil).
O teste teve um padrão pré-estabelecido quanto à orientação do sujeito e ao
procedimento, uma vez que as informações seguiam instruções redigidas e foram lidas a
todos os participantes. O teste era interrompido momentaneamente, caso o sujeito
demonstrasse cansaço, distração ou dúvida. O retorno era o mais breve possível para
que o teste não tivesse uma duração muito longa, comprometendo a concentração do
sujeito e interferindo na qualidade dos resultados. Mesmo quando o teste era
interrompido, a sala permanecia escurecida, para que não comprometesse a adaptação
do sujeito à condição de iluminação.
O teste se iniciava com o estímulo em condição supralimiar. Foi realizado um
total de 35 apresentações por teste, com a obtenção de um número mínimo de cinco
reversões por frequência. A duração do teste visava não ultrapassar dez minutos por
olho avaliado, tendo, portanto um tempo total de avaliação estimado em trinta minutos,
uma vez que foram três os testes.
As respostas fornecidas pelo sujeito foram registradas no computador, pelo
examinador, após a informação verbal do sujeito testado, quanto à presença ou ausência
do estímulo no monitor. . Um apito sonoro avisava o sujeito quando o estímulo era
apresentado. O aparelho foi previamente calibrado, visando medir sua luminância. O
teste era executado em ambiente escuro. A calibração Gamma também foi realizada.
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Exemplos de respostas de contraste obtidos em nossos sujeitos podem ser vistos
nas figuras 34 e 35.
Figura 34: Tela com gráfico da sensibilidade ao contraste espacial
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Figura 35: Tela com gráfico da sensibilidade ao contraste temporal
Análise Estatística
Para a avaliação estatística, realizamos a análise descritiva completa incluindo
média, desvio e erro padrões, mediana, quartís 25% e 75% e os Percentís 2,5% e 97.5%.
Adesão à curva normal foi verificada com o teste de Kolmogorov-Smirnov para
parâmetros normais desconhecidos, denominado de Teste das Probabilidades de
Lillefors. Para tal estudo se p>0,05 considera-se uma aderência confiável ao modelo de
normalidade; se p<0,05 toma-se a hipótese de não aderência ao modelo de normalidade
como verdadeira. No nosso estudo os valores foram todos de p<0,05. Isso se deve a
grande dispersão dos nossos dados. Assim a comparação entre os grupos foram
realizadas com o teste não paramétrico de Kruskal-Wallis.que mostrou-se estar mais de
acordo com os dados de nossa amostra.
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Resultados
Avaliamos 112sujeitos divididos em três grupos: Grupo I (n= 28, média= 9,14
(2,7) anos); Grupo II (n= 57, média= 23,7(3,4) anos); Grupo III (n= 24, média= 41,8
(5,5) anos. Uma tabela demográfica contendo os dados de todos os pacientes se
encontra anexo (Anexo II).
Encontramos diferença estatisticamente significante para o Grupo I quando
comparado aos Grupos II e III para as frequências espaciais de 2,0cpg (H=12,80;
p=0,017); 8,3cpg (H=22,51; p< 0,001) e 14,5cpg (H=16,07; p= 0,003). Para estas
frequências espaciais o Grupo I apresenta valores de sensibilidade ao contrastes maiores
em relação aos Grupos II e III (figura36). Não foram encontradas diferenças estatísticas
na comparação entre grupos para a frequência de 0,5cpg testada na sensibilidade ao
contraste espacial (p=0, 117).
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Figura 36: Resultados da mediana e percentil (25%-75%) dos grupos I, II e III para
as frequências espaciais de 0,5 cpg, 2,0 cpg, 8,3 cpg e 14,5 cpg. Todos os Box
representam o percentil 25%-75%%. A linha horizontal dentro do Box refere-se à
mediana. O * representa os sujeitos “outliers”. Não foram encontradas diferenças
estatísticas entre os Grupos para a frequência espacial de 0,5 cpg. O Grupo I
apresentou uma diferença estatística dos Grupos II e III para as frequências
espaciais de 2,0cpg, 8,3cpg e 14,5 cpg.
A função da sensibilidade ao contraste espacial apresentou uma morfologia
normal com o pico nas as frequências médias e uma queda para as frequências baixas e
altas, mas com exceção para o Grupo III, que apresentou uma queda para as frequências
médias, mais acentuada para a freqüência 8,3cpg (figuras 37 e 38).
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Figura37: Resultado das medianas com os respectivos desvios padrões para as
diferentes frequências espaciais (0,5; 2,0; 8,3 e 14,5 cpg). A curva mostra um pico
para as frequências médias para os Grupos I e III. Apenas o Grupo III apresenta
uma pequena queda para a frequência média (8,3 cpg)
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Figura 38: Função de sensibilidade ao contraste espacial composta pela mediana
para cada grupo nas freqüências espaciais avaliadas. Nota-se a forma de banda de
passagem para os três grupos (I II e III).
Os valores descritivos de sensibilidade ao contraste espacial (contendo o número
de sujeitos testados, e os valores estatísticos de Média, Mediana e Desvio-padrão) para
cada uma das freqüências espaciais estão apresentados na tabela 1 (Grupo I), tabela 2
(Grupo II) e tabela 3 (Grupo III).
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Tabela 3: Valores Descritivos para o Grupo III de Sensibilidade ao Contraste Espacial
Frequência Espacial
(cpg)
Frequência Espacial
(cpg)
Frequência Espacial
(cpg)
N°
Média
Mediana
DP
N°
Média
Mediana
DP
N°
Média
Mediana
DP
0,5
2,0
8,3
14,5
57
57
57
57
24
24
24
24
43,74
135
120
40,84
18,55
54,62
67,46
29,11
42,83
136
80,10
35,42
39,59
124
54,92
32,46
17,48
49,39
44,59
16,83
Tabela 1 : Valores Descritivos para o Grupo I de Sensibilidade ao Contraste Espacial
Tabela 2: Valores Descritivos para o Grupo II de Sensibilidade ao Contraste Espacial
0,5
2,0
8,3
14,5
0,5
2,0
8,3
14,5
23
23
23
23
55,73
194
164
59,61
50,85
195
150
54,42
19,65
53,41
47,32
18,32
47,59
148
125
48,35
Para a frequência temporal de 2,5Hz o Grupo I apresentou-se estatisticamente
diferente quando comparado aos Grupos II e III (H=11,90; p=0). Já para a frequência
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temporal de 5,0 Hz o Grupo III apresentou uma diferença estatística em relação aos
Grupos I e II (H=7,91; p=0,01) (figura 39).
Figura 39: Resultados da mediana e percentil (25%-75%) dos grupos I, II e III para
as frequências temporais de 2,5 Hz, 5,0 Hz, 10 Hz e 20 Hz. Todos os Box representam
o percentil 25%-75%%. A linha horizontal dentro do Box refere-se à mediana. O *
representa os sujeitos “outliers“. Houve diferença estatística para as frequência
temporal baixa (2,5Hz) do Grupo I em relação aos Grupos II; III. Para a frequência
temporal de 5,0Hz, o Grupo III mostrou-se diferente estatisticamente dos Grupos I e II.
Para os valores de sensibilidade ao contraste temporal, não foram encontradas
diferenças estatísticas para as frequências temporais de 10 Hz e 20 Hz. Embora para a
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frequência temporal de 10Hz , nota-se que o Grupo III apresenta uma tendência de
queda nos seus resultado em relação aos Grupos I e II (X²=1,9; H= 7,02; p>0,05).
A função da sensibilidade ao contraste temporal apresentou um pico para as
frequências de 5,0Hz e 10Hz .Nota-se uma queda para as frequências de 2,5Hz e 20Hz
para os três grupos avaliados (figura 40).
Figura 40: Resultado das medianas com os respectivos desvios padrões para as
diferentes frequências temporais (2,5; 5,0; 10 e 20 Hz). A curva mostra um pico para
as frequências médias para os três grupos avaliados.
A função de sensibilidade ao contraste temporal apresentou a forma de banda de
passagem para os três grupos avaliados. Podemos também perceber uma menor resposta
dos Grupos II e III para a frequência temporal de 2,5Hz em relação aos demais grupos e
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uma queda na frequência de 5,0Hz do Grupo III em relação aos Grupos I e II (figura
41).
Figura 41: Função de sensibilidade ao contraste temporal composta pela mediana
para cada grupo nas freqüências temporais avaliadas. Nota-se a forma de banda de
passagem para os três grupos (I II e III).
Os valores descritivos de sensibilidade ao contraste temporal (contendo o
número de sujeitos testados, e os valores estatísticos de Média, Mediana e Desvio-
padrão) para cada uma das freqüências estão apresentados na tabela 4 (Grupo I), tabela
5 (Grupo II) e tabela 6 (Grupo III).
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No teste do Xadrez não foram encontradas diferenças estatísticas para nenhum
dos grupos avaliados (p> 0,05) (figura42).
Figura 42: Resultados da mediana e percentil (25%-75%) dos grupos I, II e III para
as frequências espaciais de 4,5cpg e 5cpg para o teste que avaliou a via parvocelular e
magnocelular respectivamente. Todos os Box representam o percentil 25%-75%%. A
linha horizontal dentro do Box refere-se à mediana. O * representa os sujeitos
“outliers”. Não houve diferença estatística no teste para nenhum dos três grupos.
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O teste do Xadrez apresentou valores maiores do subgrupo Off em relação ao
subgrupo On tanto para o estudo da Via Parvocelular quanto da Via Magnocelular
(figura 43).
Figura 43: Resultado da mediana e desvio de sensibilidade ao contraste para o Teste
do Xadrez. Tanto para o teste da via Parvocelular quanto da via Magnocelular
apresentam uma melhor resposta para o subgrupo Off.
Valores descritivos do Teste do Xadrez (contendo o número de sujeitos testados,
e os valores estatísticos de Média, Mediana e Desvio-padrão) encontram-se na tabela 7.
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Os limites de Tolerância foram obtidos para cada grupo de nosso estudo,
considerando uma cobertura de 90% da população com uma probabilidade de 95%. Para
o Grupo I (n= 28), o valor de k foi de 2, 413; para o Grupo II (n=57), o valor de k= 2,
334; para Grupo III (n=24), k= 2, 713 (Natrella, 1963). No entanto, como a
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variabilidade é muito alta, a multiplicação do desvio padrão pelo fator k gerou valores
negativos para os limites inferiores, sugerindo uma inadequação deste cálculo para a
nossa amostra. Uma alternativa é a de se considerar os limites de Tolerância obtidos
pelos valores de Percentil 2,5% e 97.5%. Tais valores são um correlato não-paramétrico
dos Limites de Tolerância calculados para cobrir 90% da população com 90% de
confiabilidade (Somerville, 1958).
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Discussão
Sensibilidade ao Contraste Espacial
Nosso estudo mostra uma significativamente maior sensibilidade ao contraste
para as frequências espaciais de 2,0; 8,3 e 14,5 cpg no grupo de sujeitos mais novos
(Grupo I) quando comparados aos grupos de sujeitos com idades maiores (Grupos II e
III). Este resultado sugere que na faixa etária do Grupo I (6 a 15 anos) a capacidade de
discriminar contraste já está desenvolvida e se encontra no ápice de sua funcionalidade.
Podemos então sugerir que, progressivamente, a sensibilidade ao contraste para estas
frequências diminui com a idade.
Nossos resultados diferem dos resultados encontrados por Ellemberg (Ellemberg
et al., 1999) e por Bradley (Bradley & Freeman, 1982). Nestes estudos, os autores não
encontraram diferenças estatísticas entre os resultados de dois grupos: um grupo de
crianças com 7 anos de idade com outro grupo formado por adultos jovens. Nesta
comparação podemos ainda indicar que outra diferença marcante é que estes trabalhos
avaliaram apenas 2 grupos de idades enquanto o nosso estudo avaliou uma faixa
contínua de idades entre 6 e 57 anos. Isso nos permite analisar mais precisamente o
desenvolvimento da sensibilidade, uma vez que cobrimos as idades da infância,
adolescência, idade adulta e maturidade.
Embora não tenhamos encontrado diferenças estatísticas entre os valores de
sensibilidade ao contraste medidos nos Grupos II e III, há uma nítida tendência de piora
desta função para os sujeitos mais velhos (GIII), já que eles apresentam um valor médio
de sensibilidade ao contraste menor do que o dos outros dois grupos mais jovens. Este
resultado já se poderia ser esperado, uma vez que alterações fisiológicas decorrentes do
envelhecimento como, por exemplo, a diminuição do número de fotorreceptores na
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mácula, pior da qualidade óptica do olho, levam a redução das funções visuais, como, a
acuidade visual (Weymouth & HInes, 1960). No entanto, nosso grupo III apresenta
sujeitos com uma idade média de 41,8 anos e tais efeitos do envelhecimento são
esperados para sujeitos com idade ao redor de 60 anos (Ball, 2002). Uma das hipóteses
para nosso resultado já mostrar esta piora na sensibilidade ao contraste em um grupo
mais jovem 20 anos, do que o descrito pela literatura, pode se dever ao fato de usarmos
um método que nos permita medir limiares com uma precisão e confiabilidade maior.
Outra possibilidade pode se dever a alterações fisiológicas diferentes, inerentes entre as
duas populações.
Uma continuidade desse estudo com o aumento do número de avaliações
principalmente para o Grupo III seria interessante para sanar alguns pontos: 1) verificar
se os resultados obtidos até o momento se mantêm, ou se haverá uma diferença
estatística quando o número de sujeitos estiver se assemelhado; 2) expandir a faixa
etária avaliada, buscando sujeitos com idades acima de 57 anos 3) incluir sujeitos com
idades entre 15 e 18 anos, uma lacuna etária existente em nosso trabalho. Tais
modificações promoveriam uma expansão da cobertura da faixa etária e uma possível
reclassificação das faixas que compõe cada grupo.
Os efeitos preliminares de uma tendência à diferença entre os resultados obtidos
no Grupo II e III, que se mostraram evidentes, poderiam ser explicados pela
deterioração da sensibilidade ao contraste, pelo menos em parte, decorrentes das
alterações fisiológicas que ocorrem com o envelhecimento. Estas alterações podem ser
de origem óptica, principalmente da córnea e do cristalino, levando a um aumento da
opacidade óptica, do espalhamento de luz sobre a retina e da absorção de luz pelos
meios oculares (Ball, 2002). Miose senil leva a um aumento de difração, além da
redução de iluminância e contraste na retina. Alterações também são de origem neural
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Tese de Mestrado
Desenvolvimento da Sensibilidade ao Contraste de Luminância Espacial e Temporal
como a redução na densidade de fotopigmentos nos fotorreceptores, perda gradual dos
fotorreceptores na fóvea e alterações nas propriedades elétricas dos fotorreceptores que
se tornam menos responsivos à luz, além de mudanças nos neurotransmissores e perda
de células também são relatadas nos estudos de envelhecimento visual (Ball, 2002).
Os estudos de (Atkinson, Braddick, & Moar, 1977; Banks & Salapatek, 1976;
Ellemberg et al., 1999; Swanson & Birch, 1990) mostram que o painel sobre o
conhecimento do desenvolvimento da sensibilidade ao contraste, bastante estudado
pelas ciências visuais, ainda está indefinido, embora haja uma concordância a respeito
da imaturidade da sensibilidade ao contraste espacial e temporal, alguns apontando um
total desenvolvimento na faixa dos 6-7 anos (Atkinson et al,1977; Banks&
Salapatek,1976;Ellemberg,1999), enquanto outros ainda mostram um ativo processo de
maturação (Swanson&Birch,1990). Vários trabalhos de sensibilidade ao contraste, com
enfoque em crianças da primeira infância mostraram que as funções de sensibilidade ao
contraste espacial e temporal, são imaturas nessa fase. Esses estudos avaliaram crianças
com idades semelhantes entre si, em torno dos 4 meses de idade e, por uma série de
medidas consecutivas, observaram que há um grande desenvolvimento até os 4 anos de
idade, embora ainda não alcancem os valores de adultos(Atkinson et al., 1977; Banks &
Salapatek, 1976; Hartmann & Banks, 1992).
Entretanto estudos com crianças mais velhas apresentam resultados muito
diferentes entre si. Enquanto alguns estudos mostram que a função de sensibilidade ao
contraste para crianças com idade entre 8 e 15 anos ainda apresentam valores inferiores
ao adulto. (Arundale, 1978; Gwiazda et al., 1997) outros mostram que crianças entre 6 e
10 anos de idade apresentam valores sensibilidade ao contraste semelhantes ao de
adultos (Derefeldt et al., 1979; Mayer, 1977b). Nossos dados vêm contribuir com esta
literatura, porém, mostram que os valores de sensibilidade ao contraste são
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Tese de Mestrado
Desenvolvimento da Sensibilidade ao Contraste de Luminância Espacial e Temporal
estatisticamente maiores dos que os obtidos nos adultos jovens e nos maduros indicando
que o desenvolvimento já ocorreu na faixa de idade do grupo I (6-15anos).
Outras pesquisas não conseguiram estabelecer a que idade em que os valores de
sensibilidade ao contraste espacial assemelharam-se aos valores de adultos (Mayer,
1977b; Scharre, Cotter, Block, & Kelly, 1990; Tytla, Maurer, Lewis, & Brent, 1988).
Com o aumento do número de sujeitos talvez possamos redistribuir os grupos
considerando faixas menores de idade para cada e, com isso, melhorar nossa capacidade
de identificar uma faixa mais estreita na qual os valores de sensibilidade ao contraste se
assemelham aos dos adultos.
Nosso trabalho vem colaborar para o entendimento de como esta função se
comporta ao longo da vida humana. Grande parte dos estudos de desenvolvimento foi
realizada em bebês e crianças com até a idade escolar (Campbell & Robson, 1968;
Ellemberg et al., 1999). Nossos resultados apresentam seu foco em estágios mais
avançados da infância e percorrem as idades até a adulta pré-presbiopia. Uma
continuidade desse estudo com o intuito de ampliar as faixas etárias, possibilitará
estudar um quadro mais completo, envolvendo, inclusive, as idades da senilidade.
Sensibilidade ao Contraste Temporal
Diferenças estatísticas do Grupo I em relação aos grupos II e III foram
encontradas para a frequência temporal de 2,5Hz. Para a frequência de 5 Hz os
resultados de sensibilidade ao contraste foram mais baixos para o Grupo III em
comparação aos Grupos I e II. Para a frequência de 10 Hz os resultados apresentados
mostram uma tendência de queda do Grupo III quando comparado aos Grupos I e II
Nossos resultados permitem evidenciar que crianças entre 6-15 anos já apresentam
valores de sensibilidade para todas as frequências avaliadas, semelhantes aos dos
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Tese de Mestrado
Desenvolvimento da Sensibilidade ao Contraste de Luminância Espacial e Temporal
adultos. Este resultado sugere fortemente que a maturação da função já ocorreu nesta
idade. O ponto seguinte mostra que, embora nosso grupo III tenha participantes com
idade média de 41,8 anos, há um declínio da sensibilidade ao contraste processada a 5
Hz e uma tendência a esse declínio na sensibilidade ao contraste processada a 10 Hz.
Nossos resultados se assemelham dos achados de Ellemberg al (1999), que
pesquisou tanto os valores de sensibilidade ao contraste temporal quanto a idade
pesquisada semelhantes as nossas. Seus resultados mostram que para idade a partir dos
7 anos, a criança já apresenta maturidade na sensibilidade ao contraste temporal para
todas as frequências estudadas. Seus resultados também mostram que o período de
maturação entre a sensibilidade ao contraste espacial e temporal é diferente. Para
sensibilidade ao contraste temporal, a partir dos 4 anos já existe uma maturação das
frequências altas (30 Hz) e para a sensibilidade ao contraste espacial a penas após os 7
anos ocorre a maturação das frequências espaciais.
O fato de termos encontrados valores semelhantes aos de Ellemberg (1990)
mostra uma adequação metodológica para a análise desta função nestes grupos etários.
Avaliação das Vias Visuais
Não encontramos diferenças estatísticas para os resultados obtidos nos quatro
protocolos de sensibilidade ao contraste aplicado com a intenção de se analisar os
efeitos das contribuições das vias magnocelulares e parvocelulares para a sensibilidade
ao contraste.
No entanto, observamos que para ambas as idades, os valores médios de
sensibilidade ao contraste são maiores para os obtidos pelo subgrupo Off do que pelo
subgrupo On, tanto para o protocolo que dá preferência a via Magnocelular quanto para
o que dá preferência a via Parvocelular. Tal resultado está de acordo com os obtidos na
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Tese de Mestrado
Desenvolvimento da Sensibilidade ao Contraste de Luminância Espacial e Temporal
literatura (Bowen, Pokorny, & Smith, 1989; Kremers, Lee, Pokorny, & Smith, 1993;
Purkiss & DeMarco, 2002; Schiller, Sandell, & Maunsell, 1986) que mostram uma
maior sensibilidade aos decrementos do que para os incrementos de luz, processados
pelo nosso sistema visual.
O fato de não haver diferença estatística entre os resultados de ambos os grupos
sugere um dado importante sobre o desenvolvimento do sistema visual: a preferência
para decrementos de luz não se altera com o envelhecimento. Este resultado nos parece
inédito, uma vez que não encontramos na literatura, estudo que apontem para a mesma
conclusão.
Limites de Normalidade
Limites de Tolerância foram obtidos visando a determinação de faixas de
normalidade para os valores de sensibilidade ao contraste, o que possibilitará a
aplicação em futuros protocolos de pesquisa aplicada, envolvendo patologias ou
diferentes condições de saúde.
A alta variabilidade nas medidas, principalmente para os grupos com menos
sujeitos, inviabilizou a determinação destas faixas por método paramétrico. No entanto,
de acordo com (Somerville, 1958), os limites de Tolerância também podem ser obtidos
para distribuições de dados não normais. Vale ressaltar que um aumento de sujeitos
testados poderá nos dar condições de realizarmos o estabelecimento da faixa de valores
normais, seguindo os critérios de Dixon e Massey (1969).
De qualquer forma, os valores normativos baseados em Percentil nos fornecem
um parâmetro do quanto devemos esperar uma variação na população
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Tese de Mestrado
Desenvolvimento da Sensibilidade ao Contraste de Luminância Espacial e Temporal
Conclusão
Os objetivos propostos foram respondidos. Avaliamos com sucesso a
Sensibilidade ao Contraste Espacial e Temporal para todas as faixas etárias e, assim,
conseguimos ter acesso ao desenvolvimento desta função, entre as idades de 6 e 57
anos. Valores normativos para as tais funções foram estabelecidos por metodologia não-
paramétrica. O estudo da contribuição das vias Magnocelular e Parvocelular não pode
ser conclusivo, porém os achados mostraram uma maior sensibilidade para o
decremente de luz o que corrobora com a literatura.
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Desenvolvimento da Sensibilidade ao Contraste de Luminância Espacial e Temporal
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Sonia Maria Cipriani Fersura Moreira
Tese de Mestrado
Desenvolvimento da Sensibilidade ao Contraste de Luminância Espacial e Temporal
Anexos
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Tese de Mestrado
Desenvolvimento da Sensibilidade ao Contraste de Luminância Espacial e Temporal
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Tese de Mestrado
Desenvolvimento da Sensibilidade ao Contraste de Luminância Espacial e Temporal
N Idade Sensibilidade ao Contraste Espacial Sensibilidade ao Contraste Temporal Parvo On Parvo Off Magno On Magno Off
0,5cpg 2,0cpg 8,3cpg 14,5cpg 2,5hz 5,0HZ 10Hz 20Hz 4,5cpg 4,5cpg 0,5cpg 0,5cpg
1 10 52,60 195,00 132,00 41,32 16,74 23,46 36, 99 34,64 20,05 22,23 90, 75 67,53
2 11 62,02 170,00 126,00 63,57 30,27 29,28 71, 87 31,26 23,83 79,83 73, 13 159,00
3 6 45,60 172,00 115,00 54,15 17,52 35,77 58, 67 39,14 37,02 46,36 64, 04 80,95
4 8 44,38 294,00 162,00 50,62 23,15 38,34 47, 48 23,23 25,95 28,46 113,00 73,86
5 8 80,52 122 181,00 88,09 24,63 61,18 72,61 29,46 50,29 46,30 75, 23 92,38
6 15 71,71 178,00 139,00 40,15 22,61 34,72 43, 49 26,63 36,64 48,57 94, 28 80,22
7 8 32,96 277,00 112,00 29,94 150, 00 95,35 192,00 158,00
8 6 96,67 239,00 237,00 44,35 281,00 292,00 106,00 75,31 31,03 46,63 113,00 38,07
9 13 37,82 124 190,00 49,04 87,99 63,55 50, 07 94,06 60,38 62,43 65, 49 144,00
10 12 28,41 129,00 150,00 41,83 25,02 16,08 27, 03 13,87 34,02 67,17 41, 89 112,00
11 11 71,84 170,00 138,00 41,50 74,46 93,91 54, 20 39,98 31,77 81,31 39, 81 67,08
12 6 49,10 240,00 149,00 72,91 29,75 43,27 44, 12 28,26 59,31 42,37 154,00 80,22
13 12 47,41 173,00 166,00 77,85 32,98 24,84 28, 28 40,05 27,84 31,35 83, 67 98,87
14 6 169, 00 95,00 133,00 156,00
15 9 76,33 95,00 88, 05 73,04 228, 00 126,00
16 15 32,77 195,35 123,00 54,42 75,02 45,41 52, 37 44,32 34,72 94,88 60, 05 191,00
17 7 36,70 151,00 134,00 45,36 21,27 32,78 30, 82 19,85 37,74 32,34 91, 71 79,32
18 8 38,02 240,00 189,00 78,89 13,67 77,43 40, 19 26,30 49,18 34,34 78, 09 172,00
19 12 19,12 84,82 49, 30 23,45 65,84 99,85 72, 48 65,87
20 10 56,57 133,00 201,00 88,17 146,00 45,41 84, 86 40,71 66,64 63,28 69, 27 80,95
21 10 24,98 53,40 86, 82 35,43 43,91 33,09 53, 61 66,60
22 7 255,00 126,00 63,57 54,88 57,03 39, 36 19,01 53,78 108,00
23 6 55,26 133,00 130,00 26,77 28,32 22,58 103,00 90,84
24 6 33,95 107,00 130,00 77,00 15,86 22,95 36, 13 17,08 37,82 29,52 57, 28 65,64
25 10 82,60 133 112,00 47,00 59,03 58,28 88, 06 98,55 76,83 105,00 136,00 62,15
26 10 60,07 214,00 182,00 78,83 19,23 22,94 29, 12 15,14 33,45 34,56 86, 05 89,38
27 7 70,23 284,00 173,00 65,22 25,90 43,18 38, 76 35,66 71,52 78,95 74, 37 131,00
28 7 77,72 132 192,00 88,92 28,95 57,56 49, 43 28,33 77,00 28,46 139,00 98,37
GRUPO I
ANEXO II
96
Sonia Maria Cipriani Fersura Moreira
Tese de Mestrado
Desenvolvimento da Sensibilidade ao Contraste de Luminância Espacial e Temporal
N Idade Sensibilidade ao Contraste Espacial Sensibilidade ao Contraste Temporal Parvo On Parvo Off Magno On Magno Off
0,5cpg 2,0cpg 8,3cpg 14,5cpg 2,5hz 5,0HZ 10Hz 20Hz 4,5cpg 4,5cpg 0,5cpg 0,5cpg
1 21 28,91 158,00 157,00 58,39 11,29 19,55 30,88 26,54 23,05 86,14 124,00 190,00
2 28 50,55 135,00 110 13,11 33,25 54,63 88,45 16,07 56,23 21,83 116,00 49,55
3 26 53,72 100,00 87,98 55,03 17,52 36,13 46,29 24,58 45,48 126,00 71,76 151,00
4 28 29,41 80,22 92,90 27,66 10,63 22,68 33,61 20,02 25,95 71,37 46,82 179,00
5 26 25,62 84,82 90,39 28,01 24,58 76,49 168,00 66,46
6 20 63,62 199,00 127,00 27,64 28,66 51,85 65,81 28,09 119,00 198,00 168,00 120,00
7 24 55,6 133,00 38,95 52,08 30,27 58,28 76,42 46,39 27,31 24,53 68,25 55,31
8 22 67,97 245,00 197,00 68,05 37,38 127,00 110,00 41,34 73,69 111,00 130,00 67,98
9 24 55,60 133,00 38,95 35,03 22,95 52,60 59,25 29,21 60,66 61,87 90,36 84,95
10 20 30,11 130,00 126,00 51,94 18,11 36,85 51,03 31,88
11 20 44,89 181,00 149,00 53,52 17,30 32,61 45,03 31,88 42,31 43,56 46,06 76,49
12 22 48,8 216,00 90,39 31,8 32,42 64,98 79,51 31,27 45,15 26,69 76,83 73,13
13 21 50,03 160,00 144,00 35,50 33,10 65,50 88,50 53,75 37,71 31,89 45,56 44,81
14 24 23,78 77,73 74,07 23,25 18,40 39,16 46,29 23,63 87,43 120 56,16 190,00
15 25 62,06 168,00 113,00 40.84 50,28 164,00 108,00 31,65 56,22 76,54 110,00
65,74
16 23 56,42 123,00 62,16 33,5 55,71 83,94 84,41 43,70
17 26 73.38 147,00 40,25 65,94 90,03 108,00 27,76
18 28 85,28 246,00 110,00 34,72 36,78 72,10 77,72 32,67
19 19 53,62 238,00 173,00 47,87 33,82 49,04 46,07 22,57
20 22 49,37 177,00 71,50 15,9 22,22 46,00 50,28 24,85
21 21 52,24 229,00 189,00 40,84 22,61 40,21 49,63 27,10
22 20 77,72 320,00 140,00 51,61 43,43 52,09 62,32 24,71
23 20 73,22 295,00 136,00 26,90 36,99 69,71 119,00 57,26
24 24 55,6 133,00 38,95 40,84 30,27 58,28 76,42 46,39 44,7 44,3 77,6 83,7
25 29 59,19 122 121 19,22 22,07 56,07 44,89 28,06 58,9 74,4 99,5 111,0
26 26 40,51 100 90,85 40,86 18,88 43,41 75,3 22,02 97,7 97,5 91,0 96,9
27 25 40,26 105 42,76 29,75 28,36 63,14 52,9 31,5 75,7 85,3 114,0 118,0
28 18 39,7 173 43,47 12,94 19,21 69,7 36,33 19,16 40,3 43,9 63,9 65,1
29 17 40,91 111 13,5 16,59 65,76 20,48 12,43 38,7 48,7 62,8 59,6
30 28 74,12 204 59,49 35,15 41,8 43,8 70,8 69,4
31 29 22,93 132 47,97 13,87 44,7 44,3 77,6 83,7
32 23
33,81 75,61 72,6 41,56 34,2 35,2 77,8 73,1
33 18 41,02 125 60,03 35,17 45,44 64,33 49,66 31,2
34 30
41,94 119 6,64 13,98 66,71 32,19 19,28 41,7 45,4 58,9 55,9
35 25
39,17 130 127 60,75 28,04 57,03 76,4 25,77 43,0 47,3 49,9 56,1
36 26
54,01 186 65,4 25,72 43,45 55,07 64,44 27,08
37 29 29,51 99,52 58,62 29,34 34 26,79 49,76 28,77
38 23 30,16 93,88 134 27,65 22,76 16,96 27 20,02
39 22 66,64 179 233 30 18,01 30,26 36,59 25,78
40 24 41,54 149 231 98,76
41 22 34,93 118 80,07 97,55 37,85 30,84 33,46 26,09
42 23 30,16 93,88 134 100 21,41 64,48 32 25,78
43 24 66,64 179 233 96,13 23,91 26,69 44,02 25,08
44 23 27,44 107 44,89 20,75 22,61 44,23 6,22 16,02
45 22 41,54 149 231 98,76 27,12 31,17 19,88 25,06
46 21 27,03 84,86 119 45,59 10,69 14,72 25,28 15,25 45,6 166,0 16,5 55,0
47 22 27,71 91,93 79,88 33,12 16,42 26,61 27,87 19,51 42,51 134 36,5 66,4
48 20 43,74 117 186 65,74 15,93 29,95 43,71 30,33 53,26 195 26,09 84,42
49 23 27,12 136 52 60,65 13,84 25,46 32,13 35,55 32,3 152,0 34,6 102,0
50 26 52,3 210 238 116 21,16 31,15 38,76 34,11 107,0 219,0 23,1 97,8
51 31 24,53 80,78 153 58,41 15,08 25,58 37,96 31,65 47,0 207,0 78,9 105,0
52 27
56,6 171 259 56,1 12,05 26,99 39,14 27,1 42,3 202,0 19,2 107,0
53 26
52,69 138 164 71,37 19,94 55,16 78,16 44,37
54 22
34,95 139 210 80,89 41,45 82,32 50,28 21,54 61,3 169,0 24,6 92,4
55 31
92,93 201 233 90,87 31,48 82,9 84,97 45,47 87,3 207,0 35,6 119,0
56 19
42,02 144 283 131 12,34 24,58 41,54 24,25 79,3 229,0 41,3 65,4
57 25 29,12 89,75 98,5 46,78 15,2 25,89 24,5 23,36 28,3 125,0 25,0 71,0
ANEXO III
GRUPO II
97
Sonia Maria Cipriani Fersura Moreira
Tese de Mestrado
Desenvolvimento da Sensibilidade ao Contraste de Luminância Espacial e Temporal
N Idade Sensibilidade ao Contraste Espacial Sensibilidade ao Contraste Temporal Parvo On Parvo Off Magno On Magno Off
0,5cpg 2,0cpg 8,3cpg 14,5cpg 2,5hz 5,0HZ 10Hz 20Hz 4,5cpg 4,5cpg 0,5cpg 0,5cpg
1 34 51,65 169 32,48 24,56 12,07 28,48 44,89 16,81 70,5 70,8 83,1 82,0
2 42 29 87,55 39,7 21,02 13,98 23,085 32,19 19,28 48,2 51,7 93,0 94,9
3 35 15,81 87,63 51,57 20,77 18,88 47,09 75,3 22,02 35,1 40,7 80,0 84,8
4 43 38,98 155 58,28 32,49 28,36 40,63 52,9 31,5 30,5 35,4 77,3 77,7
5 44 23,41 103 45,83 67,37 19,21 27,77 36,33 19,16 32,6 38,9 86,8 120,0
6 35 72,37 226 150 80,27 16,59 18,535 20,48 12,43 32,1 35,7 93,3 83,8
7 39 31,05 208 50,89 20 14,27 20,885 27,5 47,0 45,1 124,0 72,9
8
40
72,35
103,0 51,6 21,0
28 47 20,42 22,01
62,3 70,6 52,6 86,7
9
36
15,62
153,0 45,4 32,5
18,54 28,45 44,01 31,6
31,9 30,5 53,4 63,0
10
38 39,17 87,63 32,48 22,0
15,07 18,54 36,01 22,02
48,0 55,0 127,0 138,0
11
45 38,98 102,0 45,8 32,5
17,02 27,05 20,56
19,28 42,2 59,4 110,0 124,0
12 38 40,02 103,0 51,6 33,5 19,93 20,87 25,5 23,02 31,9 30,5 52,6 63,0
13 43 72,35 104 45,4 32,49 19,01 40,02 32,05 23,02 35,1 38,9 93,3 94,9
14 37 27,44 107 44,89 25 14,24 20,58 30,24 26,09 32,1 36,7 92,7 83,8
15 44 56,81 125 116 50,22 11,65 23,36 22,61 13,05 45,85 127 16,76 41,46
16 49 21,41 60,34 38.95 38,76 6,58 19,55 17,52 11,41 26,09 58,8 10,68 33,66
17 45 30,24 109 84,41 25,82 10,79 36,9 54,95 35,32 40,21 154 13,73 72,73
18 44 42,53 124 100 23,91 23,1 54,29 47,19 53,52 55,54 192 71,37 21,3
19 39 62,26 207 171 70,7 50,35 66,13 53,35 23,79 54 240 42,88 140
20 50 45,6 161 62,32 21,04 39 55,9 68,95 44,82 33,14 118 36,65 130
21 47 50,55 167 137 41,21 33,07 39,39 47,48 43,6 55,52 204 30,26 97,84
22 45 45,3 135 124 37,12 13,82 31,73 46,56 29,36 49,55 119 32,61 84,82
23 57 37,96 142 110 27,58 10,98 19,08 24,89 15,2 32,03 85,69 16,96 55,54
24 36 67,06 256 170 48,37 48,18 86,89 64,68 51,69 147 312 38,96 146
GRUPO III
ANEXO IV
98
Sonia Maria Cipriani Fersura Moreira
Tese de Mestrado
Desenvolvimento da Sensibilidade ao Contraste de Luminância Espacial e Temporal
TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO
FACULDADE DE PSICOLOGIA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
DEPARTAMENTO DE PSICOLOGIA EXPERIMENTAL. SETOR DE
PSICOFÍSICA VISUAL CLÍNICA - LABORATÓRIO DA VISÃO.
Desenvolvimento da Sensibilidade ao Contraste de Luminância Espacial e Temporal
Pesquisadores: Sonia M.C.F.Moreira; Profº. Dr. Marcelo F. Costa; Prof
a
Dr
a
Dora F. Ventura.
Seu(sua) filho(a) está sendo convidado(a) a participar de um estudo que está sendo desenvolvido
no Laboratório de Psicofísica e Eletrofisiologia Visual Clínica – Laboratório da Visão. A proposta da
pesquisa é obter informações sobre a visão de contraste por meio do teste de sensibilidade ao contraste. O
teste de sensibilidade ao contraste consiste no registro dos limiares (menor quantidade visível) de
contraste para barras e luz piscante medidos pelas respostas dadas pela criança aos estímulos apresentados
na tela do computador. Para a execução deste teste, será colocado um tampão (oclusor) em um dos olhos
seu(sua) filho(a). Esse tampão é antialérgico. Durante o exame o voluntário irá permanecer sentado em
sala escura e acompanhado de um dos pais ou responsável,quando necessário, enquanto observa um
monitor de TV onde listras brancas e pretas (ou luz piscando) serão apresentadas. Será testado apenas um
dos olhos com duração de 5 minutos por teste. Sendo realizados três testes no mesmo dia e no mesmo
olho (sensibilidade ao contraste espacial , temporal e teste do xadrez), tendo portanto, um tempo total de
15 minutos. No final do teste, uma medida da sensibilidade ao contraste estará disponível. O benefício
dado por este teste é a medida da sensibilidade ao contraste espacial e temporal. Ao longo do teste
diversos padrões listrados serão apresentadas na tela do computador contendo, em cada apresentação,
listras de diferentes larguras até que chegue no limite (limiar) da sensibilidade ao contraste espacial do
voluntário. Serão apresentadas também, luzes que piscam, em diferentes velocidades, o que dará a medida
da sensibilidade ao contraste temporal. O experimentador irá marcar a resposta do voluntário. Outro
benefício desta avaliação será a medida da visão, que será feita anteriormente ao teste de sensibilidade ao
contraste, dado por um teste que faz uso de uma tabela de letras, a mesma utilizada pelos oftalmologistas
para medir a visão em consulta clínica.
Av: Professor Mello Moraes, 1721 cep : 05508 -900 São Paulo
Tel: (11) 3091-1914 Fax (11)8184357 Email:
COSTAMF@USP.BR
99
Sonia Maria Cipriani Fersura Moreira
Tese de Mestrado
Desenvolvimento da Sensibilidade ao Contraste de Luminância Espacial e Temporal
Conforme a resposta dada, o examinador anotará a acuidade visual (o quanto voluntário
enxerga). A avaliação será feita para os dois olhos no mesmo dia, porém será avaliado um olho de cada
vez, usando-se o tampão antialérgico para ocluir (tampar) o olho que não estiver sendo testado. Este teste
tem uma duração total de 3 minutos (avaliação dos dois olhos) e não oferece risco algum.
Os dados serão sigilosos e o nome dos participantes não serão divulgados. Caso ocorra detecção
de qualquer problema oftalmológico será feito encaminhamento para o tratamento necessário. Você pode
esclarecer suas dúvidas sobre qualquer aspecto deste estudo bem como desistir a qualquer momento em
que desejar. A participação no exame é totalmente voluntária.
Deixamos a disposição dos participantes o endereço do Comitê de Ética em Pesquisa com Seres
Humanos do IPUSP (Av Professor Mello Moraes, 1721, Bloco F, sala 22, Cidade Universitária – São
Paulo, SP– fone; (11) 3097-0529), bem como um contato com o pesquisador
para qualquer necessidade
na Av Professor Mello Moraes,1721 ;Instituto de Psicologia/ Departamento de Psicologia Experimental
fone: 3091.4263
Declaro que, após convenientemente esclarecido pelo pesquisador e ter entendido o que me foi
explicado, consinto em participar do presente Projeto de Pesquisa.
__________________________ _______/______/________ _______________________________
Assinatura do Responsável Data Assinatura do pesquisador
Nome do Paciente ______________________________________________________________
Nome do Responsável (grau)______________________________________________________
Documento de identidade N
o
_____________________ Data de nascimento_____/_____/_____
Endereço _____________________________________________N
o
__________Apto________
Bairro ______________________________Cidade ___________________________________
CEP _________________________Telefone_______________________________________
Av: Professor Mello Moraes, 1721 cep : 05508 -900 São Paulo
Tel: (11) 3091-1914 Fax (11)8184357 Email:
COSTAMF@USP.BR
100
Sonia Maria Cipriani Fersura Moreira
Tese de Mestrado
Desenvolvimento da Sensibilidade ao Contraste de Luminância Espacial e Temporal
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