Em formação

Eye Brain Mapping


Se nossos olhos estão separados por algum tipo de barreira / isolamento de prova total, é possível que nosso cérebro possa imaginar / visualizar duas imagens diferentes ao mesmo tempo? Como o cérebro funcionará nesta situação? quais são os livros a ler para compreender em profundidade o comportamento do cérebro?

Tentei isolar meus olhos com as mãos / papel, mas não consegui.


Em primeiro lugar, devo observar que a visão binocular é importante para a percepção de profundidade.

O fenômeno no qual você está interessado é chamado de rivalidade binocular (imagens distintas são apresentadas a cada olho). Normalmente, você alterna entre as imagens e, às vezes, ambas ao mesmo tempo (sobreposta; isso é chamado de transparência binocular) ou uma imagem média (fusão binocular).

Você pode encontrar alguns bons links na página da Wikipedia. A página da Scholarpedia é ainda melhor. Se você não encontrar o que está procurando, acho que pesquisar artigos sobre "rivalidade binocular" lhe dará o melhor resultado.


Desenvolvimento ocular

A formação do olho no embrião humano começa aproximadamente às três semanas no desenvolvimento embrionário e continua até a décima semana. [1] As células dos tecidos mesodérmico e ectodérmico contribuem para a formação do olho. Especificamente, o olho é derivado do neuroepitélio, do ectoderma de superfície e do mesênquima extracelular, que consiste na crista neural e no mesoderma. [2] [3] [4]

O neuroepitélio forma a retina, o corpo ciliar, a íris e os nervos ópticos. O ectoderma de superfície forma o cristalino, o epitélio da córnea e a pálpebra. O mesênquima extracelular forma a esclera, o endotélio e o estroma da córnea, os vasos sanguíneos, os músculos e o vítreo.

O olho começa a se desenvolver como um par de vesículas ópticas em cada lado do prosencéfalo no final da 4ª semana de gravidez. As vesículas ópticas são excrescências do cérebro que fazem contato com o ectoderma superficial e esse contato induz mudanças necessárias para o desenvolvimento posterior do olho. Através de uma ranhura na parte inferior da vesícula óptica, conhecida como fissura coróide, os vasos sanguíneos entram no olho. Várias camadas, como tubo neural, crista neural, ectoderme de superfície e mesoderme contribuem para o desenvolvimento do olho. [2] [3] [4]

O desenvolvimento do olho é iniciado pelo gene de controle mestre PAX6, um gene homeobox com homólogos conhecidos em humanos (aniridia), camundongos (olho pequeno) e Drosófila (sem olhos). O locus do gene PAX6 é um fator de transcrição para os vários genes e fatores de crescimento envolvidos na formação do olho. [1] [5] A morfogênese ocular começa com a evaginação ou crescimento dos sulcos ópticos. Esses dois sulcos nas dobras neurais se transformam em vesículas ópticas com o fechamento do tubo neural. [6] As vesículas ópticas então se desenvolvem no copo óptico com a camada interna formando a retina e a parte externa formando o epitélio pigmentar da retina. A porção intermediária do copo óptico desenvolve-se no corpo ciliar e na íris. [7] Durante a invaginação do copo óptico, o ectoderma começa a engrossar e formar o placódio do cristalino, que eventualmente se separa do ectoderma para formar a vesícula do cristalino na extremidade aberta do copo óptico. [1] [3] [4]

A diferenciação adicional e o rearranjo mecânico das células dentro e ao redor do copo óptico dão origem ao olho totalmente desenvolvido.


Como funcionam os olhos

Todas as diferentes partes de seus olhos trabalham juntas para ajudá-lo a ver.

Primeiro, a luz passa pelo córnea (a camada frontal transparente do olho). A córnea tem o formato de uma cúpula e desvia a luz para ajudar o foco do olho.

Parte dessa luz entra no olho por uma abertura chamada de aluno (PYOO-pul). o íris (a parte colorida do olho) controla a quantidade de luz que a pupila deixa entrar.

Em seguida, a luz passa pelo lente (uma parte interna clara do olho). A lente funciona junto com a córnea para focar a luz corretamente na retina.

Quando a luz atinge o retina (uma camada de tecido sensível à luz na parte posterior do olho), células especiais chamadas fotorreceptores transformam a luz em sinais elétricos.

Esses sinais elétricos viajam da retina através do ótico nervo para o cérebro. Então o cérebro transforma os sinais nas imagens que você vê.


Os benchmarks são listados por capítulo, nível de classificação e número do item, por exemplo, 1A, 6-8, # 1 indica Capítulo 1, seção A, classes 6-8, benchmark 1.

O PROCESSO DE INQUÉRITO usado nas atividades do Olho e suas Conexões ajudará os alunos a alcançar os seguintes Benchmarks resumidos:

1A, 6-8, # 1
Quando investigações semelhantes fornecem resultados diferentes, o desafio científico é julgar se as diferenças são triviais ou significativas, e muitas vezes são necessários mais estudos para decidir.

1B, 6-8, # 1
As investigações científicas geralmente envolvem a coleta de evidências relevantes, o uso de raciocínio lógico e a aplicação da imaginação na elaboração de hipóteses e explicações para dar sentido às evidências coletadas.

1B, 6-8, # 2
Se mais de uma variável muda ao mesmo tempo em um experimento, o resultado do experimento pode não ser claramente atribuível a qualquer uma das variáveis.

12A, 6-8, # 2
Saiba que as hipóteses são valiosas, mesmo que não sejam verdadeiras.

12A, 6-8, # 3
Saiba que muitas vezes, diferentes explicações podem ser dadas para a mesma evidência, e nem sempre é possível dizer qual é a correta.

12C, 3-5, # 3
Mantenha um caderno que descreve as observações feitas, distingue cuidadosamente as observações reais das idéias e especulações sobre o que foi observado e é compreensível semanas ou meses depois.

O CONTEÚDO DE NEUROCIÊNCIA no olho e suas atividades de conexões e o material de base ajudará a cumprir os seguintes benchmarks:

5C, 6-8, # 1
Todas as coisas vivas são compostas de células. Diferentes tecidos e órgãos do corpo são compostos de diferentes tipos de células. As células em tecidos e órgãos semelhantes em outros animais são semelhantes às dos seres humanos.

6A, 6-8, # 1
Como outros animais, os seres humanos possuem sistemas corporais para a coordenação das funções corporais.

6C, 6-8, # 1
Órgãos e sistemas de órgãos são compostos de células e ajudam a suprir todas as células com necessidades básicas.

6C, 6-8 # 6
As interações entre os sentidos, os nervos e o cérebro tornam possível o aprendizado que permite aos seres humanos lidar com as mudanças em seu ambiente.

6C, 9-12, # 2
O sistema nervoso funciona por meio de sinais eletroquímicos nos nervos e de um nervo para o outro.

6D, 3-5, # 2
Os seres humanos podem usar a memória de suas experiências passadas para fazer julgamentos sobre novas situações.

6D, 6-8, # 3
Os seres humanos podem detectar uma gama enorme de estímulos visuais e olfativos.


Mapeamento do cérebro do olho - Biologia

Danos ao hipocampo interferem na capacidade de armazenar
novas memórias. Da mesma forma, a capacidade de usar a linguagem para reconhecer rostos familiares, contar, ler e muitas outras funções superiores dependem das funções de memória intacta. Os defeitos nessas funções básicas são fundamentais para a identidade pessoal.

Limpe uma parte do cérebro e a pessoa falará fluentemente um outro idioma. Outros danos interferem na capacidade de reconhecer rostos familiares.

O que se segue representa as funções cerebrais primárias e alguns dos problemas comuns que resultam de lesões cerebrais. O cérebro funciona como um todo inter-relacionado; no entanto, a lesão pode interromper uma parte de uma atividade que ocorre em uma parte específica do cérebro.

Os termos entre parênteses são os termos técnicos usados ​​para descrever certos déficits. Clique aqui para ver um seção transversal do cérebro. Consulte nosso Glossário TBI para obter detalhes adicionais.

Confira nosso Saúde página para recursos médicos e de saúde adicionais.


A Ciência do Mapeamento Cerebral

Ainda no final dos anos 1800, pensava-se que o cérebro era uma estrutura única em forma de teia, não percebida na ideia de que era feito de células únicas. Santiago Cajal apresentou pela primeira vez o conceito de que o cérebro contém neurônios individuais, ganhando-lhe um Prêmio Nobel e um lugar no coração dos neurocientistas que estudam o domínio que ele introduziu: a neurociência celular.

Como rios, eles se curvam como árvores, eles se ramificam. Eles brotam como uma flor com circuitos acesos, crescendo na brisa do pensamento.

É difícil, senão impossível, compreender totalmente como qualquer coisa funciona sem compreender suas partes. Nos últimos 130 anos, a neurociência viu uma explosão cambriana de campos e uma manifestação subsequente de estudo integrado. Uma delas é a conectômica.

Connectomics estuda a arquitetura e a dinâmica da rede de neurônios e outras células do cérebro. Na escala micro, geralmente integra três áreas:

Em geral, para mapear neurônios no cérebro, ocorre a seguinte sequência.

  1. Certifique-se de que você pode ver os neurônios. Faça a engenharia genética de neurônios para expressar proteínas que tornam sua atividade visível ao microscópio.
  2. Registre neurônios fazendo suas coisas. Observe as células do cérebro enquanto um animal está fazendo algo. Os neurocientistas agora podem documentar a atividade de dezenas de milhares de células ao mesmo tempo.
  3. Seções transversais sequenciais de imagens do mesmo volume. Para mapear as sinapses, o cérebro deve ser cortado em seções e fotografado em alta resolução. Camada por camada, um conjunto de dados de imagens 3D surgirá.
  4. Reconstrua as conexões entre os neurônios. Usando IA e experiência humana, mapeie a morfologia dos neurônios para classificar as células e catalogar todas as sinapses (conexões).
  5. Modele como o cérebro funciona. Quando você sabe quais células estão disparando e as conexões entre elas, pode começar a fazer a engenharia reversa dos circuitos funcionais do cérebro.

Close up de neurônios piramidais. Anthony Hernandez das reconstruções do Seung Lab

É por isso que construímos jogos de mapeamento cerebral. A ciência cidadã transforma o ato de mapear neurônios em um quebra-cabeça 3D. Sem experiência em neurociência, pessoas em todo o mundo aprenderam a resolver esses quebra-cabeças, mapeando assim os neurônios e avançando no campo da conectômica. Em última análise, isso nos aproxima de compreender o cérebro.

Este é um território desconhecido. Cientistas cidadãos em nosso primeiro projeto, Eyewire, descobriram 6 novos tipos de neurônios na retina e reconstruíram circuitos anteriormente desconhecidos, potencialmente ajudando na busca por curas para distúrbios relacionados à visão. Da retina ao.

Córtex. Entre 2020 e 2022, um novo jogo de mapeamento cerebral vai convidar o mundo a resolver quebra-cabeças ao lado de IA de ponta para reconstruir cerca de 100.000 neurônios e encontrar 1 bilhão de sinapses. Não sabemos o que descobriremos, exceto que muito disso será novo e inédito. Se quiser ajudar, você pode se preparar para o lançamento jogando Eyewire, pois as habilidades de mapeamento de neurônios são transferíveis.


O cérebro humano é o computador mais ridiculamente complexo que já existiu, e mapear esse denso emaranhado de neurônios, sinapses e outras células é quase impossível. Mas os engenheiros do Google e de Harvard deram a melhor chance até agora, produzindo um mapa 3D pesquisável e navegável de uma pequena seção do córtex cerebral humano.

Com cerca de 86 bilhões de neurônios se conectando por meio de 100 trilhões de sinapses, é uma tarefa hercúlea descobrir exatamente o que cada um deles faz e como essas conexões formam a base do pensamento, emoção, memória, comportamento e consciência. Por mais assustador que seja, no entanto, equipes de cientistas de todo o mundo estão arregaçando as mangas e tentando construir um diagrama de fiação para o cérebro humano - o chamado "conectoma".

No ano passado, pesquisadores do Google e do Howard Hughes Medical Institute abriram caminho com um conectoma do cérebro da mosca da fruta que abrangia cerca de metade de todo o cérebro do inseto. Agora, o Google e o Lichtman Lab em Harvard lançaram um modelo semelhante de uma pequena seção do cérebro humano.

Os pesquisadores começaram com uma amostra retirada do lobo temporal de um córtex cerebral humano, medindo apenas 1 mm 3. Este foi tingido para maior clareza visual, revestido com resina para preservá-lo e, em seguida, cortado em cerca de 5.300 fatias, cada uma com cerca de 30 nanômetros (nm) de espessura. Estas foram então fotografadas usando um microscópio eletrônico de varredura, com uma resolução de até 4 nm. Isso criou 225 milhões de imagens bidimensionais, que foram então costuradas de volta em um volume 3D.

Algoritmos de aprendizado de máquina varreram a amostra para identificar as diferentes células e estruturas dentro dela. Depois de algumas passagens por diferentes sistemas automatizados, os olhos humanos “revisaram” algumas das células para garantir que os algoritmos as identificassem corretamente.

O resultado final, que o Google chama de conjunto de dados H01, é um dos mapas mais abrangentes do cérebro humano já compilados. Ele contém 50.000 células e 130 milhões de sinapses, bem como segmentos menores das células, como axônios, dendritos, mielina e cílios. Mas talvez a estatística mais impressionante seja que a coisa toda ocupa 1,4 petabytes de dados - isso é mais de um milhão de gigabytes.

Esquerda: uma pequena seção do conjunto de dados. À direita: um subgráfico de neurônios, destacando os neurônios excitatórios em verde e os neurônios inibitórios em vermelho.

E isso é apenas um pequeno fragmento de tudo - o Google diz que a amostra é apenas um milionésimo do volume de todo o cérebro humano. Claramente, vai ser necessário muito trabalho para escalar isso, assim como encontrar uma maneira de armazenar a imensa carga de dados e desenvolver uma maneira de organizá-los e acessá-los de maneira útil.

Enquanto a equipe começa a lidar com esses problemas, o conjunto de dados H01 agora está disponível online para pesquisadores e curiosos explorarem. Um papel pré-impresso que descreve o trabalho também está disponível no bioRxiv.

Um tour de zoom pelas diferentes camadas pode ser visto no vídeo abaixo.


O olho é um órgão complexo que reage à luz e à pressão e é composto de muitas partes. Como órgão dos sentidos, o olho permite a visão. Uma boa visão depende da maneira como essas partes trabalham juntas. É útil entender como o olho funciona. Use este questionário de anatomia para aprender a estrutura do olho humano. O jogo consiste em muitos jogos de olhos diferentes, incluindo quiz, mapa cego, memória e várias perguntas.

Os termos praticados neste jogo são:

Esclera, coróide, córnea, íris, pupila, câmara anterior, câmara posterior, músculo ciliar, lente, corpo vítreo, retina, nervo óptico

Nível 1 a 2

Marcações de imagem - Em cada nível, você pode ver uma imagem com até 10 perguntas. Cada pergunta deve ser respondida selecionando o ponto correto na imagem. Apenas um dos pontos está correto. Cabe a você encontrar o ponto certo na imagem. Se o seu palpite estiver errado, você pode tentar novamente, mas não obterá nenhum ponto de conhecimento nessa rodada.

Nível 3

Múltipla escolha - Em cada nível você receberá até dez perguntas com ou sem imagens, vídeo e faixas de áudio. Para cada pergunta, você receberá duas ou três respostas possíveis. Apenas um deles está correto. Cabe a você encontrar a resposta certa. Se você adivinhar incorretamente, pode tentar novamente, mas não obterá nenhum ponto de conhecimento nessa rodada.

Nível 4

Grade de letras - Em cada nível, você obtém até dez palavras para encontrar em um tabuleiro que consiste em letras em uma grade. Você vai clicar e arrastar com o mouse ou usar o dedo e deslizar até que a palavra procurada seja encontrada. Você pode encontrar as palavras em qualquer ordem que desejar. Depois de encontrar todas as palavras, você obtém um ponto de conhecimento. Se você ficar preso, você pode clicar no Desistir botão. O criador do jogo escolheu como as palavras devem ser colocadas no tabuleiro, que podem ser palavras legíveis, palavras de uma linha, palavras curvas ou palavras ilegíveis. Além disso, o criador do jogo pode ter escolhido que a lista com as palavras solicitadas deveria ter letras embaralhadas. Em seguida, você deve começar identificando a palavra correta, que você deve marcar no quadro conforme descrito acima. Às vezes, pistas são mostradas em vez das palavras na lista e às vezes há apenas letras mascaradas na lista.

Nível 5

Memória - Encontre as duas cartas que pertencem uma à outra. Às vezes é o mesmo cartão e às vezes existem cartões diferentes que pertencem um ao outro, o que depende de como essa memória foi criada. O jogo termina quando todos os pares de cartas forem encontrados e a memória não tiver mais cartas.

Nível 6

Perguntas com respostas de texto - Em cada nível você receberá até dez perguntas com ou sem imagens, vídeos e arquivos de áudio. Você deve digitar a resposta correta sozinho. Se você cometer um erro, poderá tentar novamente até encontrar a palavra ou frase pesquisada. Depois de descobrir a resposta correta, você receberá pontos de conhecimento. Se estiver com problemas para descobrir a resposta correta, você pode clicar no botão 'Desistir'. Ele revelará a resposta correta, mas você não receberá nenhum ponto de conhecimento nessa rodada.

O criador do jogo pode ter permitido que você obtivesse feedback sobre sua digitação. Nesse caso, a caixa de texto, onde você digita sua resposta, ficará vermelha ou verde conforme você digita. O criador do jogo também decidiu se a resposta diferencia maiúsculas de minúsculas, ou seja, se é importante que você digite a caixa correta. Ambas as configurações podem variar entre os níveis, o que você notará quando jogar um nível. Você pode digitar incorretamente no máximo três vezes por pergunta. Em seu quarto erro de ortografia, a pergunta será classificada como respondida incorretamente.

Nível 7

Adivinha palavra - Aqui você tem que descobrir a palavra ou frase oculta, escolhendo as letras do alfabeto. Se a letra escolhida estiver na palavra solicitada, a letra será exibida em todos os locais corretos nas ranhuras das letras. Se a letra não estiver na palavra, ou um balão estoura ou um coração está partido, dependendo das configurações do jogo pelo criador. Se você conseguir adivinhar as letras certas e encontrar a palavra antes de ficar sem balões / corações, você ganhou a rodada do jogo. Às vezes, há pistas que podem ajudá-lo a adivinhar a palavra e às vezes você precisa encontrar a palavra dentro de um determinado período de tempo.

Levando os transtornos alimentares a sério

Mas ele diz que os transtornos alimentares correm o risco de serem deixados para trás na busca pelas causas biológicas da doença porque não recebem a mesma prioridade de financiamento de pesquisa que outras doenças mentais.

Com colegas da Universidade da Califórnia, San Francisco e da Universidade de Toronto, o Dr. Griffiths fez os números sobre o financiamento relativo de pesquisas sobre transtornos alimentares. Publicado como uma carta na edição de outubro do conceituado jornal internacional World Psychiatry, eles alertam que, nos EUA, enquanto a esquizofrenia atrai US $ 86,97 em financiamento por sofredor e o autismo US $ 58,65, o financiamento para transtornos alimentares é de apenas US73c por indivíduo afetado.

A pesquisa sobre doenças mentais depende cada vez mais de tecnologias como a Imagem por Ressonância Magnética (MRI), à medida que os cientistas procuram os causadores biológicos dos distúrbios. Foto: Pixabay

A história é a mesma na Austrália e no Canadá. Na Austrália, o financiamento de pesquisas para transtornos alimentares é de apenas A $ 1,10 por pessoa afetada, em comparação com A $ 32,62 para autismo e A $ 67,36 para esquizofrenia. No Canadá, custa CAD $ 2,41, mas o financiamento para o autismo é centenas de vezes maior que CAD $ 462,14, enquanto o financiamento para esquizofrenia custa CAD $ 103,31.

“Minha forte suspeita é que a discrepância reflete uma visão de longa data entre alguns profissionais de saúde e entre o público de que os transtornos alimentares de alguma forma não são doenças mentais reais e, em vez disso, são voos vãos da fantasia que afetam adolescentes que só precisam superar isso. Isso não poderia estar mais longe da verdade ”, diz ele.

Por que o tratamento para a depressão não está levando a uma prevalência mais baixa?

“Não há nada trivial sobre o cenário de osteoporose, ou ter eletrólitos perigosamente baixos, ou perder sua fertilidade e todas as outras consequências que vêm de morrer de fome de algo que não entendemos e é claramente muito difícil de tratar e parar. ”

As estimativas para a prevalência de transtornos alimentares em países como Austrália e Estados Unidos variam de cerca de 0,9 por cento para anorexia nervosa a 3,5 por cento para compulsão alimentar.

E embora a anorexia nervosa seja a mais mortal, os outros transtornos alimentares também podem ter consequências graves. Bulimia nervosa - em que uma pessoa cronicamente come compulsivamente e, em seguida, se purga com laxantes ou vômito auto-induzido - e comer compulsivamente - em que alguém experimenta crises crônicas de superalimentação seguidas de jejum e dieta - podem causar danos a órgãos, problemas cardíacos, doenças ósseas ou até mesmo danos cerebrais.

Cerca de 97 por cento das pessoas diagnosticadas com transtorno alimentar acabarão relatando deficiências físicas significativas, que são comparáveis ​​ao autismo e à esquizofrenia, dizem os pesquisadores.

"Tendo em mente as causas desconhecidas dos transtornos alimentares e os resultados notoriamente ruins do tratamento, muitas pesquisas são necessárias para localizar os mecanismos cerebrais precisos que sustentam a psicopatologia dos transtornos alimentares", diz Stuart B, professor assistente da Escola de Medicina de São Francisco, da Universidade da Califórnia. Murray.

Cérebros 'enferrujados' ligados ao Alzheimer

“Mas isso requer estudos caros que se concentram em neuroimagem e mapeamento de genes e, no clima de financiamento atual, a ausência desses estudos quase certamente prolongará os resultados do tratamento insatisfatório.”


O argumento da complexidade irredutível

A complexidade do olho humano tem sido frequentemente apontada como evidência de "complexidade irredutível".

A ideia de complexidade irredutível sustenta que algumas estruturas encontradas na natureza não poderiam ter evoluído por meio de mutação e seleção natural, porque elas não teriam funcionado se apenas uma peça estivesse faltando. Os defensores da complexidade irredutível perguntaram como o olho poderia ter evoluído por meio de mutação aleatória, uma vez que pequenas mudanças em sua estrutura ou a remoção de qualquer uma de suas partes tornariam o olho inútil.

No entanto, nos últimos anos, novos insights sobre a evolução dos olhos foram descobertos, o que sugere uma maneira natural pela qual todas as estruturas do olho poderiam ter surgido por meio de mutações aleatórias.

A tendência histórica de coisas que "a ciência não pode explicar" mais tarde serem explicadas por novas descobertas levou muitos cientistas que também são religiosos a alertar contra o uso do argumento da "complexidade irredutível".

Em seu livro "The Language of God", o geneticista Francis Collins adverte os leitores de que citar "coisas que a ciência não pode explicar" como evidência de Deus cria uma ideia de "Deus das lacunas", na qual se vê que a existência de Deus depende a existência de coisas que a ciência não pode explicar. À medida que essas "lacunas" no entendimento científico continuam a diminuir, Francisco argumenta, também diminuirá a importância de um "Deus das lacunas".

Como resultado, Collins argumenta que é melhor para ciência e religião ver os dois campos como compatíveis, do que ter uma visão religiosa que exige que a ciência falhe para funcionar. Ele próprio um crente devoto em Deus, Collins exortou seus companheiros religiosos a abraçar as teorias científicas e vê-las como um meio de aprender mais sobre Deus, em vez de desafios às idéias dogmáticas sobre Deus.

1. Qual das afirmações a seguir NÃO se aplica aos olhos?
UMA. Todos os olhos devem ter, no mínimo, uma lente, uma retina e um nervo óptico.
B. Todos os olhos devem conter células ou proteínas que respondem à luz.
C. Quase todos os animais têm algum tipo de olho.
D. Nenhuma das acima.

2. Qual das alternativas a seguir é uma substância semelhante a um gel que ajuda o olho a manter sua forma?
UMA. Humor aquoso
B. A conjuntiva
C. Humor VITREO
D. Nenhuma das acima

3. Qual das afirmações a seguir NÃO se aplica à córnea?
UMA. Quase não tem suprimento direto de sangue, por isso é vulnerável a lesões e infecções.
B. Quase não tem nervos, por isso é difícil dizer quando está ferido ou infectado.
C. É uma membrana límpida e plana de largura uniforme.
D. Nenhuma das acima.