Nós dependemos do nosso sentido da visão provavelmente mais do que de qualquer dos outros sentidos - audição, tato, paladar e olfato. Nosso olhos são capazes de captar uma enorme quantidade de informações e uma grande parte do cérebro é necessária para processá-las e colocá-las em uso.

Esta quantidade de informações enviadas do olho a poderia até ser maior, se não fosse o processamento e a simplificação efetuados no próprio olho. A retina sensível à luz, revestindo o fundo do olho, tem suas células nervosas "ligadas" de tal modo que as imagens visuais são selecionadas e tomadas nítidas antes de serem passadas para o cérebro.

Isto significa que, embora o olho humano não seja tão preciso quanto uma câmara moderna, as imagens que ele produz são melhoradas, de modo que o cérebro recebe uma impressão detalhada do objeto que o olho está vendo. E quase como a maneira pela qual os computadores podem "limpar" as imagens vagas dos planetas que estão sendo enviadas das distantes sondas espaciais.

Ao contrário do cérebro humano, nossos olhos não são particularmente bem desenvolvidos quando comparados com os de outros animais. Muitos animais podem ver melhor no escuro do que e aves, como o gavião, têm uma visão muito mais aguda que a nossa. Elas são capazes de descobrir um mini rato escondido na grama enquanto estão voando bem alto. Nossa visão é boa, mas não única, e o ponto mais forte do olho humano é a visão das cores e nossa habilidade de dizer a que distância está um objeto apenas olhando para ele.

A estrutura do olho 

Os olhos são quase esféricos e, em um adulto, têm aproximadamente 2,5 cm de diâmetro. Eles estão protegidos em órbitas ósseas, na parte da frente do crânio, e podem mover-se livremente, mantidos em suas órbitas através de um complicado conjunto de músculos. O osso do crânio, atrás da sobrancelha, protege os olhos de batidas.

O globo ocular é unia estrutura oca e macia, que mantém sua forma arredondada graças a um material gelatinoso e transparente chamado humor vítreo. Na parte da frente do globo ocular, essa massa gelatinosa é substituída por um liquido transparente chamado humor aquoso.

Na parte frontal do olho está a córnea transparente cobrindo a pupila e a íris. A quantidade de luz que entra no olho é controlada pela íris. Depois a luz passa através do cristalino e a figura ou imagem é produzida na retina.

Todo o olho, exceto a córnea transparente, é coberto por uma camada branco-cremosa flexível, chamada esclerótica, que é visível como o "branco" do olho.

Na parte frontal do olho, a esclerótica está ligada à córnea. Muito fina e aparentemente delicada, a córnea é realmente muito forte, sendo constituída de fibras finas e transparentes similares às da esclerótica. A córnea e o cristalino são as t partes do organismo que não contêm vasos sanguíneos. Isto quer dizer que a córnea pode ser transplantada para o olho de uma outra pessoa, porque não há células sanguíneas para provocar rejeição, o que geralmente acontece com outros tipos de transplantes cirúrgicos.

Atrás das camadas exteriores da esclerótica está a delgada coróide, contendo finos vasos sanguíneos. Na frente do olho, a coróide junta-se com a íris.

O olho como uma maquina fotográfica

O modo como o olho e uma maquina fotográfica ou câmara trabalham é muito parecido, embora o olho seja muito mais adaptável, trabalhando continuamente e sob qualquer luz.

Tanto no olho quanto na câmara, a luz entra pela frente, passando através de uma lente. Em cada caso, a quantidade de luz que alcança a lente é controlada pela íris, que é uma abertura cujo diâmetro pode variar para permitir menor ou maior entrada de luz. Os raios de luz passando através da lente são curvados de tal modo que uma imagem, ou figura, é produzida ou na retina atrás do olho ou no filme no interior da câmara.

Aqui terminam as semelhanças. Na câmara, a imagem é gravada em cristais sensíveis à luz existentes no filme, enquanto que, na retina, a imagem é transformada em minúsculos sinais elétricos que são passados ao cérebro através dos nervos.

Uma outra diferença entre a câmara e o olho é o modo de focalizar. Em uma câmara, a lente e mover-se para trás ou para frente para focalizar a imagem no filme. No olho, a focalização é acompanhada pela mudança de forma da própria lente (cristalino), o que é possível graças à flexibilidade do cristalino (lente) do olho humano.

A Íris

A parte do olho que mais aparece é a íris colorida e a pupila, que parece um buraco preto no centro. A pupila realmente é um buraco no centro da íris, e pode alargar-se ou estreitar-se quando necessário. Sob luz forte, a pupila se fecha até chegar ao tamanho de uma cabeça de alfinete, protegendo a retina do olho de danos. A pupila abre-se em luz fraca, para permitir que entre no olho tanta luz quanto possível.

A pupila do olho é redonda, mas em muitos animais ela é uma fenda ou tem unia forma mais complicada.

A abertura e o fechamento da pupila são completamente automáticos, como a "célula fotoelétrica" em alguns tipos de câmaras. A íris é composta de dois tipos de fibras musculares. Algumas saem da pupila como os braços de uma estrela-do-mar. Quando elas diminuem, ou se contraem, distendem a pupila obrigando-a a dilatar-se., Outras fibras musculares estão arrumadas em forma de anel ao redor da pupila e provocam seu fechamento quando se contraem.

Instruções para a íris abrir ou fechar a pupila são enviadas pelo cérebro, que age de acordo com informações recebidas sobre a quantidade de luz que está chegando na retina.

A íris é colorida de azul ou castanho, ou de alguma combinação das duas cores. Há padrões e marcas irregulares na coloração, e elas são tão diferentes como as impressões digitais - não há duas pessoas com íris idênticas.

O cristalino

O cristalino do olho humano é órgão notável. Ele focaliza a luz quase tão bem quanto uma lente de vidro, mas é altamente flexível e, portanto, pode mudar sua forma para focalizar a distâncias variáveis.

Isto permite que o olho enxergue um objeto distante e logo desloque-se para olhar algo muito mais perto. O cristalino muda sua forma quase que instantaneamente, para permitir que ambos os objetos possam ser vistos. O cristalino é muito pequeno, ligeiramente achatado na frente e é muito claro, com coloração amarelo-pálido.

Ao contrário da lente de vidro, o cristalino é formado por muitas camadas de células transparentes. Como essas células vivas são macias e flexíveis, o cristalino é elástico e pode mudar a sua forma facilmente.

Ao redor da borda exterior do cristalino existe um ligamento fino e resistente, que sustenta o cristalino logo atrás da íris. A borda externa desses ligamentos está presa a um anel de músculos chiares que estão presos à esclerótica que cobre o olho.

do os músculos ciliares se contraem, como acontece quando precisamos olhar um objeto próximo, a tensão no ligamento que segura o cristalino é diminuída, e o cristalino incha e adquire uma forma quase esférica. Quando os músculos ciliares estão relaxados, o cristalino é mais achatado.

Conforme envelhecemos, o cristalino se torna mais rígido e não pode mudar sua forma tão facilmente. Isto pode significar que são necessários óculos para ler. Algumas vezes o cristalino se torna enevoado e esta condição, chamada catarata, pode eventualmente conduzir à perda da visão. Mas isso pode ser corrigido por uma operação.

Como os olhos focalizam

Para entender como se forma uma imagem no fundo do olho é necessário saber como funciona o cristalino.

Os raios de luz entram pela frente do olho e passam através do cristalino transparente. Em uma lente que é mais grossa no centro do que nas bordas, como o cristalino do olho, esta luz é curvada em direção ao centro da lente. Este tipo de lente é chamado de lente convexa e, no olho, é arredondada na frente e atrás.

Os raios de luz curvados em direção ao centro do cristalino finalmente o atravessam (veja o diagrama) e produzem uma imagem, que é então gravada na retina. Em um olho normal, quando olhamos um objeto distante, o cristalino envia uma imagem nítida e adequadamente focalizada sobre a retina somente se os músculos ciliares estão relaxados e o cristalino achatado.

A imagem produzida é invertida, mas isso é ajustado no cérebro de modo que temos uma imagem mental correta.

Quando olhamos pela primeira vez para um objeto mais próximo, a luz atinge o olho num ângulo diferente, de modo que, quando passa através do cristalino, não produz imediatamente uma imagem nítida sobre a retina. Os raios de luz ainda não estão suficientemente curvados, e a imagem é borrada. Para corrigir isto, a forma do cristalino é alterada pelos músculos ciliares, e se toma muito mais arredondada. Isto faz com que a luz que passa pelo cristalino sofra maior curvamento e restaure a imagem nítida. Esse processo de visão nítida de objetos próximos ou distantes é chamado de acomodação, e ocorre muito rapidamente. Você pode testar isso por você mesmo, observando alternadamente objetos distantes e próximos; você observará uma breve desfocalização dos objetos conforme você muda o seu olhar.

Visão tridimensional

Quando olhamos um objeto, nossos dois olhos devem mover-se juntos, de maneira que eles apontem diretamente para aquilo que estejamos vendo.

Se o objeto estiver muito distante, os dois olhos apontam exatamente na mesma direção. Os raios de luz vindos do objeto distante são quase paralelos, e assim entrarão no olho e encontrarão a retina no ponto em que produzirão a imagem mais nítida.

Mas os olhos estão separados só 6 cm, assim, quando olhamos um objeto próximo, eles têm que se voltar para dentro para ver claramente e ainda permitir que a luz encontre a mesma parte sensível da retina. Este processo de virar os olhos para ver um objeto próximo é chamado de convergência. As criancinhas podem "cruzar" seus olhos para enxergar objetos tão próximos quanto 7,5 cm, mas, para adultos, a menor distância para uma visão clara é de 14 cm.

Ter os olhos colocados bem separados, mas olhando na mesma direção, nos dá capacidade de dizer a que distância o objeto está de nós. Esta capacidade é chamada de visão estereoscópica e dá profundidade "3D" para o "quadro" que vemos.

Sendo separados, cada olho vê uma figura ligeiramente diferente. Você pode ver isso por você mesmo olhando um objeto próximo e fechando primeiro um olho e depois o outro.

Quanto mais perto o objeto, maior serão as diferenças vistas por cada olho. As duas figuras se sobrepõem no centro visual do cérebro, e, pela determinação das diferenças entre os dois conjuntos de mensagens enviadas pelos olhos, pode ser interpretada a distância do objeto.

A retina

A retina é a camada interna do fundo do olho, com a forma de unia xícara. A luz entrando no olho é focalizada pelo cristalino, para produzir uma imagem de cabeça para baixo (invertida) na retina. A retina pode detectar esta imagem e transformá-la em uma série de sinais elétricos codificados, que são passados ao longo dos nervos para o cérebro.

A retina contém um enorme número de células especiais chamadas bastonetes e cones. Estas células são sensíveis à luz e são chamadas de fotorreceptoras. A retina de cada olho contém cerca de 125 milhões de bastonetes e 7 milhões de cones, colocados bem juntos. Sua posição na retina não é comum, porque elas estão enterradas bem profundamente, com suas estruturas sensíveis à luz viradas para trás do globo ocular.

Sobre os bastonetes e cones há um arranjo complicado de fibras nervosas, ou neurônios, chamados células ganglionares, cada uma delas em contato com muitos outros bastonetes e cones. Esses neurônios ligam-se com outras fibras nervosas, que carregam os sinais do olho para o cérebro. Há apenas cerca de 800000 dessas fibras nervosas saindo do olho, pois os sinais dos bastonetes e cones são simplificados e selecionados pelas fibras nervosas dentro da retina.

A luz alcançando os sensíveis bastonetes e cones tem que passar através da massa de fibras nervosas e através do corpo dos bastonetes e cones antes de alcançar as partes sensíveis que provocam a produção de um sinal elétrico. Os bastonetes e alguns cones estão espalhados por toda a retina, mas, na sua maioria, os cones estão agrupados na parte central chamada fóvea. Esta é a parte mais sensível da retina, onde a imagem é "vista" mais claramente.

Há uma pequena área da retina na qual não há bastonetes ou cones, e onde as fibras nervosas saem da retina para passar para o nervo óptico. Há urna covinha na superfície da retina nesse ponto, chamado ponto cego.

Bastonetes e cones

Os bastonetes e cones são células minúsculas de cada uma das quais sai um cordão fino que vai para uma fibra nervosa. Os bastonetes são células finas e longas que contêm uma substância chamada púrpura visual, ou rodopsina. Quando a púrpura visual é exposta à luz, tem lugar uma mudança química e a cor dos bastonetes desaparece. Esta reação provoca a produção de um sinal elétrico, que é passado para a fibra nervosa.

Os bastonetes são muito sensíveis à luz e são importantes para a visão noturna. Eles respondem à luz branca comum, desse modo tudo o que é "visto" com os bastonetes é visto em tons de cinza. Em luz muito brilhante, a púrpura visual toma-se inativa. Ela retoma vagarosamente sua coloração púrpura usual no escuro, e isto pode levar 30 minutos ou mais. Você pode ver os resultados indo de um quarto brilhantemente iluminado para a escuridão; pode levar quase uma hora para o olho acostumar-se com a pouca claridade.

Os cones são responsáveis pela visão das cores. Eles contêm um dos três produtos químicos diferentes que também são clareados pela luz. Eles respondem à luz vermelha, amarelo-verde, ou azul-violeta. Todas as outras cores são "vistas" como uma combinação destas. Os cones são estimulados apenas pela luz brilhante, e eles também podem determinar detalhes.

Na fóvea, onde uma imagem é vista mais claramente, os cones estão muito juntos. Aqui, cada fibra nervosa está em contato com apenas um ou dois cones. Em todo o restante da retina, onde está posicionada a maioria dos bastonetes, há cerca de 300 bastonetes ligados a cada fibra nervosa. Isto significa que o cérebro recebe informações muito mais detalhadas dos cones da fóvea do que dos bastonetes do resto da retina.