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Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de Neurovisão

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Abstract

SUMÁRIO SUMÁRIO 5 PROGRAMAÇÃO 10 CONFERÊNCIAS & CONFERENCISTAS 12 Prof. Dr. Ricardo Queiroz Guimarães 13 Prof.ª Dr.ª Márcia Reis Guimarães 15 Prof. Dr. Theo Motta 16 Dr.ª Juliana Guimarães 17 Prof. Larissa de Souza Salvador 18 Prof. Dr. Stephen J. Loew 19 Prof. Douglas de Araújo Vilhena 20 PRÊMIO MARCOS PINOTTI 21 PRÊMIO MARCOS PINOTTI DE MELHOR RESUMO 25 RESUMOS E RESUMOS EXPANDIDOS 26 Adaptações visuais de duas espécies de abelha que ocupam nichos temporais diferentes 27 Priscila de Cássia Souza Araújo, Clemens Peter Schlindwein, Theo Rolla Paula Mota Deleções cromossômicas associadas com a síndrome de Irlen 30 Renata Kozlowski Bekin, Camila Correa, Salmo Raskin, Roberto Hirochi Herai O desenvolvimento de próteses retinianas na atualidade 32 Renata Diniz Lemos O que a análise de correlação vetorial revela sobre a cinemática da cabeça de indivíduos com estresse visual? 34 Cláudia de Almeida Ferreira Diniz, Marcos Vinícius Faleiro de Andrade, Maria Lúcia Machado Duarte, Lázaro Valentim Donadom, Bruno Phillip Alves da Silva, Ricardo Guimarães, Márcia Guimarães, Marcos Pinotti The use of pupil dynamics as neurofeedback paradigm: a methodological approach 39 Lucas Eduardo Antunes Bicalho, Herbert Ugrinowitsch, Maicon Rodrigues Albuquerque, Guilherme Menezes Lage Transferência de discriminação visual e modulação por aminas biogênicas na abelha Apis Mellifera 43 Amanda Rodrigues Vieira, Nayara Sales, Marco Aurélio, Theo Mota Visão e escoliose: Da etiologia ao tratamento 46 Yaçana Maria da Costa Soares Sousa Lima, Nathalia Almeida Borges, Claysson Bruno Santos Vimieiro Visual Stress in Today’s Classrooms 48 Stephen J. Loew PRÊMIO MARCOS PINOTTI DE MELHOR TRABALHO COMPLETO 52 TRABALHOS COMPLETOS 54 A influência da vibração de corpo inteiro no processamento de informações visuais 55 Herbert Câmara Nick, Maria Lucia Machado Duarte, Pedro Augusto Xavier Viana. Aprendizagem motora e polimorfismo Val158Met da COMT: análise do comportamento oculomotor 63 Apolinário-Souza, Lucas Eduardo Antunes Bicalho, Herbert Ugrinowitsch, Guilherme Menezes Lage. Lâminas espectrais para a leitura: identificação e intervenção em alunos do ensino fundamental 70 Daniela Maggioni Pereira Leão, Douglas de Araújo Vilhena, Priscila Cardoso Ottoni, Mariana Raposo Batista, João Paulo Pereira Leão, Márcia Reis Guimarães, Silvia Graciela Ruginski Leitão. Iluminação: Sua Importância e Impacto no Ambiente Educacional Podem Ser Erroneamente Relevados Estudo De Campo 82 Wellingtânia Domingos Dias, Matheus Costa de Castro, Letícia Pinheiro Guimarães, Rudolf Huebner, Meinhard Sesselmann. Métodos de Detecção de Epilepsia: Revisão de Literatura 101 Cristina Natalia Espinosa Martinez, Rudolf Huebner. Percepção Cromática no Espaço Construído: Aspectos Neurobiológicos e Cognitivos 111 Ilma N. Chaves Pellizzer, Theo Mota.
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FICHA CATALOGRÁFICA
C7491
Congresso Brasileiro de Neurovisão (7. : 2019 : Belo Horizonte, MG)
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de Neurovisão =
Proceedings of the 7th Brazilian Congress of Neurovision / Douglas de
Araújo Vilhena (org.) ... [et al.] - Belo Horizonte: Faculdade de Filosofia
e Ciências Humanas, 2020.
1 recurso online (122 p.) : pdf
Outros organizadores: Márcia Reis Guimarães, Ricardo Queiroz
Guimarães, Maria Lúcia Machado Duarte.
Inclui bibliografia.
ISBN: 978-65-86989-02-1
1. Neurociência - Congressos. 2. Visão Congressos. 3. Psicologia do
desenvolvimento - Congressos. I. Vilhena, Douglas de Araújo. II.
Guimarães, Ricardo Queiroz. III. Guimarães, Márcia Reis. IV. Duarte,
Maria Lúcia. V. Título.
CDD: 617.75
CDU: 617.75
Ficha catalográfica elaborada por Vilma Carvalho de Souza Bibliotecária CRB-6/1390
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COMISSÃO ORGANIZADORA
Organização:
Sociedade Brasileira de Neurovisão (SBNV)
Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
Presidente:
Prof. Douglas de Araújo Vilhena
Comissão Científica (por ordem alfabética):
Prof.ª Dr.ª Ângela Maria Vieira Pinheiro
Prof.ª Dr.ª Camila Bim
Prof.ª Dr.ª Cláudia de Almeida F. Diniz
Prof. Dr. Fabrício Soares
Prof. Dr. Jean Canestri
Prof. Dr. Jerome Baron
Prof.ª Dr.ª Márcia Reis Guimarães
Prof. Dr. Marco Túlio de Mello
Prof.ª Dr.ª Maria Lúcia Machado Duarte
Prof. Dr. Ricardo Queiroz Guimarães
Prof.ª Dr.ª Valéria Prata Lopes
Laboratórios:
Laboratório de Pesquisa Aplicada à NeuroVisão (LAPAN)
Grupo de Acústica e Vibrações em Seres Humanos (GRAVIsh)
Laboratório de Bioengenharia (LabBio)
Laboratório de Processos Cognitivos (LabCog)
Laboratório de Neurodinâmica da Visão (LANEVI)
Centro de Estudos em Psicobiologia e Exercício (CEPE)
Capa, contracapa e arte:
Luciana Helena Pereira Cardoso
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SUMÁRIO
COMISSÃO ORGANIZADORA 4
SUMÁRIO 5
PROGRAMAÇÃO 10
CONFERÊNCIAS & CONFERENCISTAS 12
Prof. Dr. Ricardo Queiroz Guimarães ................................................................................. 13
Prof.ª Dr.ª Márcia Reis Guimarães .................................................................................... 15
Prof. Dr. Theo Motta ....................................................................................................... 16
Dr.ª Juliana Guimarães .................................................................................................... 17
Prof.ª Larissa de Souza Salvador ....................................................................................... 18
Prof. Dr. Stephen J. Loew ................................................................................................. 19
Prof. Douglas de Araújo Vilhena ....................................................................................... 20
PRÊMIO MARCOS PINOTTI 21
PRÊMIO MARCOS PINOTTI DE MELHOR RESUMO 25
Adaptações visuais de duas espécies de abelha que ocupam nichos temporais
diferentes ..................................................................................................................... 26
Priscila de Cássia Souza Araújo, Clemens Peter Schlindwein, Theo Rolla Paula Mota
RESUMOS E RESUMOS EXPANDIDOS 29
Deleções cromossômicas associadas com a síndrome de irlen .................................. 30
Renata Kozlowski Bekin, Camila Correa, Salmo Raskin, Roberto Hirochi Herai
O desenvolvimento de próteses retinianas na atualidade ........................................... 32
Renata Diniz Lemos
O que a análise de correlação vetorial revela sobre a cinemática da cabeça
de indivíduos com estresse visual? ............................................................................. 34
Cláudia de Almeida Ferreira Diniz, Marcos Vinícius Faleiro de Andrade, Maria Lúcia Machado Duarte,
Lázaro Valentim Donadom, Bruno Phillip Alves da Silva, Ricardo Guimarães, Márcia Guimarães,
Marcos Pinotti
The use of pupil dynamics as neurofeedback paradigm: a methodological
approach...................................................................................................................... 39
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Lucas Eduardo Antunes Bicalho, Herbert Ugrinowitsch, Maicon Rodrigues Albuquerque, Guilherme
Menezes Lage
Transferência de discriminação visual e modulação por aminas biogênicas na
abelha Apis Mellifera ................................................................................................... 43
Amanda Rodrigues Vieira, Nayara Sales, Marco Aurélio, Theo Mota
Visão e escoliose: Da etiologia ao tratamento ............................................................... 46
Yaçana Maria da Costa Soares Sousa Lima, Nathalia Almeida Borges, Claysson Bruno Santos Vimieiro
Visual Stress in Today’s Classrooms ............................................................................. 48
Stephen J. Loew
PRÊMIO MARCOS PINOTTI DE MELHOR TRABALHO COMPLETO .......... 52
Iluminação: Sua Importância e Impacto no Ambiente Educacional Podem
Ser Erroneamente Relevados Estudo De Campo ....................................................... 53
Wellingtânia Domingos Dias, Matheus Costa de Castro, Letícia Pinheiro Guimarães, Rudolf Huebner,
Meinhard Sesselmann.
TRABALHOS COMPLETOS 72
A influência da vibração de corpo inteiro no processamento de informações
visuais .......................................................................................................................... 73
Herbert Câmara Nick, Maria Lucia Machado Duarte, Pedro Augusto Xavier Viana.
Aprendizagem motora e polimorfismo Val158Met da COMT: análise do
comportamento oculomotor ........................................................................................ 81
Nathálya Gardênia de Holanda Marinho Nogueira, Débora Marques de Miranda, Bárbara de Paula
Ferreira, Juliana Otoni Parma, Tércio Apolinário-Souza, Lucas Eduardo Antunes Bicalho, Herbert
Ugrinowitsch, Guilherme Menezes Lage.
Lâminas espectrais para a leitura: identificação e intervenção em alunos do
ensino fundamental ...................................................................................................... 88
Daniela Maggioni Pereira Leão, Douglas de Araújo Vilhena, Priscila Cardoso Ottoni, Mariana Raposo
Batista, João Paulo Pereira Leão, Márcia Reis Guimarães, Silvia Graciela Ruginski Leitão.
Métodos de Detecção de Epilepsia: Revisão de Literatura .......................................... 100
Cristina Natalia Espinosa Martinez, Rudolf Huebner.
Percepção Cromática no Espaço Construído: Aspectos Neurobiológicos e
Cognitivos ................................................................................................................. 110
Ilma N. Chaves Pellizzer, Theo Mota
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PROGRAMAÇÃO
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CONFERÊNCIAS &
CONFERENCISTAS
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Prof. Dr. Ricardo Queiroz Guimarães
| Conferência 1 | Visão versus Psiquiatria Distúrbios
Visuais versus Distúrbios Mentais
Graduado em Medicina pela
Faculdade de Medicina da Universidade
Federal de Minas Gerais, Especialização
em Oftalmologia e Doutorado pela
UFMG. Fellowship em Córnea e Doenças
Externas pela Hospices Civils de
Strasbourg, Estagiário do Moorfields Eye
Hospital (Londres), Attaché Étranger du
Hotel Dieu de Paris e Fellowship em
Córnea e Doenças Externas Oculares pela
Georgetown University (Washington,
DC). Fundador, Presidente e Diretor
Técnico do Hospital de Olhos de Minas Gerais e da Fundação Hospital de Olhos, Diretor
do LAPAN Laboratório de Pesquisas Aplicadas a Neurociências da Visão, Cônsul
Honorário do Canadá, Professor convidado da UFMG, Diretor da Associação Comercial
de Minas e editor Médico da Revista Ocular Surgery News Latin America. Presidente da
Mantenedora da Faculdade da Saúde e Ecologia Humana (FASEH), Presidente da União
Brasileira pela Qualidade (UBQ).
Distúrbios Visuais e Distúrbios Mentais. Qual a relação, o porquê e como
Oftalmologistas, Neurologistas e Psiquiatras podem e devem trabalhar juntos no
diagnóstico e tratamento de Distúrbios Mentais.
O objetivo é apresentar literatura médica recente, especialmente na área da psiquiatria
demonstrando que diversas alterações do sistema visual podem ser usadas para antecipar o
diagnóstico de distúrbios mentais e que existe uma correlação entre a presença de distúrbios
visuais com a progressão ou não e aceleração do distúrbio mental.
20 a 30% dos pacientes esquizofrênicos relatam alucinações visuais (Waters et al
2014). 60% reportam e se queixam de distorções visuais. (Cutting and Dunne 1986,
Phillipson and Harris 1985). Muitos relatos e diagnósticos de distúrbios de sensibilidade ao
contraste, percepção de movimento, movimentação ocular, oculomotricidade, dificuldade
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de leitura, fotofobia, enxaqueca visual e alucinações visuais diversas são também
relacionadas.
Sabemos o que são estas condições, mas não sabemos quase nada sobre a
fisiopatologia de cada uma. Quase unicamente o tratamento para a maioria delas é
farmacológico e pouco eficaz, frustrante para o medico e para o paciente. Seu diagnóstico
normalmente se baseia na etiologia subjacente ou na patologia mais evidente de cada
paciente em questão. O reconhecimento precoce e a compreensão dos mecanismos causais
são, portanto, cruciais para o diagnostico precoce e o tratamento oportuno.
O potencial de usarmos a visão e até mesmo simplesmente o olho como uma janela
do corpo e do cérebro no estudo de doenças mentais está muito aquém de nossa capacidade.
Podemos ir muito além. À medida que a compreensão dos vínculos entre distúrbios visuais
e distúrbios mentais se aprofunda, estão surgindo cada vez mais evidências de que distúrbios
visuais podem produzir ou acelerar progressão de distúrbios neurológicos e mentais.
O grande objetivo desta discussão e remover o paciente da zona cinza em que a
maioria se encontra quando traz ao consultório médico uma queixa de fotofobia, enxaqueca,
distorção ou um grande numero de alucinações visuais. Não são cuidadas pelo neurologista
ou psiquiatra por se tratar de um problema visual. Não são cuidadas pelo oftalmologista por
se tratar de um problema acontecendo no cérebro ou na mente. Alguns casos de clínicos
serão apresentados para ilustrar o conceito e estimular uma maior cooperação entre
oftalmologistas, neurologistas e psiquiatras.
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Prof.ª Dr.ª Márcia Reis Guimarães
| Conferência 2 | Fotofobia - o que há de novo em sua fisiopatologia e formas de abordagem?
A intolerância acentuada à luz está habitualmente
associada a condições oftalmológicas e neurológicas.
O objetivo desta apresentação é discutir casos clínicos
ilustrativos com suas abordagens e resultados
terapêuticos obtidos.
Graduada em Medicina pela Universidade Federal
de Minas Gerais (UFMG), Especialista em Oftalmologia
pela Faculdade de Ciências Médicas, Mestre em Biologia
Molecular pela Universidade de Paris-V, Doutora em
Oftalmologia área de Neuroftalmologia e Qualidade
da Visão pela UFMG. Fellowship em Patologia
Ocular pelo Moorfields Eye Hospital de Londres
(Inglaterra) e da Armed Forces Institute of Pathology
Walter Reed Military Hospital (Washington DC, USA).
Ex-diretora da Sociedade Brasileira de Cirurgia Refrativa.
Atuou como Professora do Departamento de Anatomia Patológica e Medicina Legal de 1978
a 1995. Docente convidada da UNIFESP desde 1989 atuando como Coordenadora da
Disciplina de Embriologia, Malformações e Histologia Ocular do Curso Ciências Básicas.
Diretora Clínica e Chefe do Departamento de Neurovisão e do Departamento de Distúrbios
de Aprendizagem Relacionados a Visão do Hospital de Olhos de Minas Gerais. Diretoria
Científica da Fundação Hospital de Olhos.
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Prof. Dr. Theo Motta
| Conferência 3 | Aspectos neurobiológicos e cognitivos da percepção cromática: da retina ao comportamento
O estudo da visão de cores abrange diversas
disciplinas, como biofísica, neurofisiologia,
psicofísica, psicologia cognitiva, colorimetria,
arquitetura e arte. Esta ampla gama de disciplinas
reforça a ideia de que a cor não se trata de um
fenômeno físico, mas sim fisiológico, de caráter
subjetivo e individual, tornando seu estudo tão
fascinante, quanto desafiador. O objetivo desta
palestra será introduzir e discutir descobertas
relevantes e questões que permanecem sem resposta
no estudo da percepção cromática. Serão
apresentados resultados e conclusões de estudos em
nível celular, fisiológico e cognitivo, ressaltando o impacto dos mesmos em diferentes áreas do conhecimento.
Possui graduação em Ciências Biológicas pela
Universidade Federal de Minas Gerais (2004),
mestrado em Ciências Biológicas (sub-área Ciências da
Saúde) pelo Centro de Pesquisas René Rachou -
Fundação Oswaldo Cruz (2006) e doutorado em
Neurociências, Comportamento e Cognição pela
Universidade de Toulouse III, França (2011). Realizou
pós-doutorado na FIOCRUZ em parceria com a
UFMG pelo Pograma Atração de Talentos (CsF /
CNPq, 2012) e no Departamento de Neurobiologia da
Freie Universität Berlin, Alemanha (2017-2018).
Atualmente é Professor Adjunto do Departamento de
Fisiologia e Biofísica da UFMG, orientador do
Programa de Pós-Graduação em Neurociências da UFMG, Sub-coordenador do Curso de
Especialização em Neurociências da UFMG e pesquisador do INCT de Entomologia
Molecular. Tem experiência nas áreas de fisiologia comparada e neurociências, atuando
principalmente nos seguintes temas: comportamento, neuroetologia, neurocognição,
neuroanatomia e neurofisiologia de insetos. Desenvolve estudos sobre a percepção sensorial
em abelhas e triatomíneos (insetos vetores da doença de Chagas), utilizando abordagens
experimentais que abrangem tanto o nível celular e fisiológico, quanto o nível
comportamental e cognitivo.
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Dr.ª Juliana Guimarães
| Conferência 4 | Neurociências da Visão: pesquisa e clínica
Mestrado em andamento em Pesquisa
Clínica na Dresden International University
(2018-2020). Graduação em Medicina pela
Universidade Federal de Minas Gerais (2010).
Residência Médica em Oftalmologia pela
Irmandade Santa Casa de Misericórdia de São
Paulo (2013). Fellow em Retina Clínica e
Cirúrgica (2014-2017), Uveítes (2016-2017),
Ultrassonografia e Ultrabiomicroscopia
Ocular (2015-2016) pela Irmandade Santa
Casa de Misericórdia de São Paulo.
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Prof.ª Larissa de Souza Salvador
Doutoranda em Saúde da Criança e do Adolescente, Mestre em Neurociências, Psicóloga, UFMG
| Conferência 5 | A importante relação entre as habilidades visuoespaciais e a aprendizagem escolar
Diversos fatores cognitivos, comportamentais,
emocionais e ambientais estão associados à
aprendizagem escolar. Dentre esses fatores estão as
habilidades visuoespacias, as quais envolvem uma série
de competências como se lembrar de uma rota para
chegar em algum lugar, localizar objetos no espaço,
construir figuras e desenhos, manipular e criar imagens
mentais, resolver problemas geométricos, dentre outros.
Essas habilidades impactam não só a execução de
diversas atividades de vida diária, como também a
aprendizagem escolar. É preciso conhecer como as
habilidades visuoespacias podem se relacionar de forma
direta ou indireta à aprendizagem da leitura, escrita e matemática. A compreensão sobre essa relação serão
os objetivos centrais a serem discutidos durante a palestra.
Doutoranda pelo PPG em Saúde da
Criança e do Adolescente, Faculdade de Medicina,
UFMG. Estágio de Doutorado pela Università
degli studi di Padova (Itália). Mestre pelo PPG-
Neurociências, UFMG. Psicóloga graduada pela
Universidade Federal de Minas Gerais.
Pesquisadora colaboradora do Laboratório de
Neuropsicologia do Desenvolvimento (LND-
UFMG). Tem interesses em neuropsicologia do
desenvolvimento e genética, principalmente em transtornos de aprendizagem e habilidades
visuoespaciais.
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
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Prof. Dr. Stephen J. Loew
School of Psychology, University of New England, Armidale NSW, Australia
| Conferência 6 | Visual Stress in Today's Classrooms: Are brighter lighting and visual media affecting
reading and learning?
A key stimulus behind the present review has been the growing debate among educational researchers,
politicians and the general public concerning apparent declines in the literacy and numeracy levels of school
students in developed nations. The last two decades have born witness to a plethora of studies that have
primarily focused upon reading and writing deficits in children with familiar learning disorders, such as
developmental dyslexia and attention deficit/hyperactivity disorder, while other studies have examined the
incidences of these well-publicised disorders. At the same time, however, the common visual processing disorder
Meares-Irlen/Visual Stress Syndrome (which also causes reading, writing and attention problems) has been
relatively under-researched. Although this condition remains controversial, there is now sufficient peer-reviewed
evidence indicating that its prevalence likely exceeds those of dyslexia and ADHD combined. Meares-Irlen
Syndrome, or Visual Stress (VS), is a visual processing anomaly which reportedly affects reading efficacy in
12-14% of the general population and at least 20% of dyslexics. Symptoms include visual perceptual
distortions of text when reading, as well as eyestrain, headaches and visual discomfort, all of which tend to be
exacerbated by fluorescent lighting and bright visual media. Although VS can co-occur with dyslexia, it is a
distinct condition and does not usually prevent individuals from learning to read, in fact, recent research
indicates that symptoms of VS can also affect highly proficient readers. Regarding underlying causes of this
disorder, two chief hypotheses have prevailed during recent decades: 1) Deficiencies in the magnocellular visual
pathway; and 2) Predisposition to visual cortex hyperexcitability (i.e. visual sensory-overload). Both
hypotheses also propose that VS symptoms can be alleviated through the use coloured lenses and/or overlays,
and numerous independent studies have reported highly positive results by means of such treatments.
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Prof. Douglas de Araújo Vilhena
Doutorando Neuropsicologia, Mestre Desenvolvimento Humando, Psicólogo, UFMG
| Conferência 7 | Função visual central e periférica na Dislexia do Desenvolvimento: processamento
temporal, oculomotor
Diferentes estudos têm apontado para um déficit visual como componente da dislexia do desenvolvimento.
Para a função visual central, participantes com dislexia tiveram marginalmente pior acuidade visual
monocular e binocular; estereopsia; e forias laterais. Com relação ao movimento ocular registrado durante a
leitura de textos (Visagraph-III), participantes com dislexia tiveram pior número de Fixações oculares,
Regressões, Extensão de Reconhecimento e Taxa de Leitura. Para a função visual periférica, o DD
apresentou uma sensibilidade diminuída na detecção da frequência de duplicação da ilusão (FDT). Esses
achados sugerem que o déficit na visão periférica, baseada no sistema magnocelular e na percepção de
movimento, é um dos principais fatores que explica a dificuldade de leitura presente na dislexia.
Doutorando no Programa de Pós-Graduação
em Psicologia: Cognição e Comportamento
(Linha: Neuropsicologia do Desenvolvimento) da
Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG,
2017-2021), com parte realizada na Faculdade de
Psicologia e Ciências da Educação da
Universidade do Porto (Portugal, 2019-2020).
Mestre pelo Programa de Pós-Graduação em
Psicologia do Desenvolvimento Humano (Linha:
Cognição e Linguagem) da UFMG (2013-2015).
Graduado em Psicologia pela UFMG com parte realizada na University of Leeds (Reino
Unido) (2006-2011). Técnico em Química pelo CEFET-MG (2003-2005). É coordenador
do Laboratório de Pesquisa Aplicada à Neurociências da Visão (LAPAN, 2015-atual),
pesquisador do Laboratório de Processos Cognitivos (LabCog), revisor do site DislexiaBrasil
e colaborador da Dyslexia and Literacy International. Presidente do Congresso Brasileiro de
Neurovisão (2015-atual) e Administrador Chefe do II World Dyslexia Forum (2014).
Membro da European Literacy Network (ELN-COST). Atua principalmente nos seguintes
temas: processamento cognitivo, processamento visual, linguagem escrita, dislexia, testes de
leitura. Contato: douglasvilhena@ufmg.br
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PRÊMIO MARCOS PINOTTI
Prof. Dr. Marcos Pinotti Barbosa
in memoriam 08/07/1965 - 21/01/2016
Graduado em Engenharia Mecânica pela
Universidade Estadual de Campinas (1989). Mestre em
Engenharia Mecânica pela Universidade Estadual de
Campinas (1992). Doutor em Engenharia Mecânica
pela Universidade Estadual de Campinas (1996). Em
2010, participou, a convite da Eisenhower Fellowship
(Estados Unidos) do Programa Multination 2010, que
permitiu estreitar relações com agências do governo
norte-americano e as principais universidade sobre o tema de inovação. Foi professor
titular da Universidade Federal de Minas Gerais. Coordenou dois laboratórios de
pesquisa, o Laboratório de Bioengenharia (Lab-Bio) que se dedica a Engenharia
Cardiovascular, Biofotônica, Tecnologia Assistiva, Biomimética, Medicina Regenerativa
e Biomecânica; e o Laboratório de Pesquisa Aplicada a Neurovisão (LAPAN, em parceria
com o Hospital de Olhos de Minas Gerais - Dr. Ricardo Guimarães) que se dedica a
neurociêncais, visão neural, processos de cognição e tecnologia da informação aplicada a
neurociências. Pinotti foi também Fellow da International Union of the Societies of
Biomaterials Sciences and Engineering (IUSBSE) e do Copenhagen Institute For Future
Studies. Foi presidente da Sociedade Latino Americana de Biomateriais, Órgãos
Artificiais e Engenharia de Tecidos (SLABO), secretário da Associação Brasileira de
Engenharia e Ciências Mecânicas (ABCM) e membro do Conselho de Administração do
Parque Tecnológico de Belo Horizonte (BHTEC) como representante do Reitor da
UFMG. Faleceu em 21/01/2016 no ápice da sua carreira.
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
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Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
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S EVALUATION [POSTER]
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PRÊMIO MARCOS PINOTTI DE
MELHOR RESUMO
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RESUMO EXPANDIDO
Adaptações visuais de duas espécies de abelha que ocupam
nichos temporais diferentes
Priscila de Cássia Souza Araújo1; Clemens Peter Schlindwein2; Theo Rolla Paula Mota3.
1Universidade Federal de Minas Gerais; Pós-Graduação em Zoologia; Departamento de
Zoologia; Belo Horizonte, Minas Gerais
2Universidade Federal de Minas Gerais; Pós-Graduação em Biologia Vegetal;
Departamento de Botânica; Belo Horizonte, Minas Gerais
3Universidade Federal de Minas Gerais; Departamento de Fisiologia e Biofísica, Belo
Horizonte, Minas Gerais
e-mail: araujopri8@gmail.com
Introdução
Os olhos de aposição dos insetos consistem em
várias unidades óticas denominadas omatídeos. Cada
omatídeo possui uma lente córnea e um cone cristalino
que são responsáveis por focar a luz incidente no
rabdoma, que é a estrutura fotorreceptora composta de
microvilosidades onde são abrigadas as moléculas de
rodopsina. Devido à pequena abertura dessas lentes, o
designer do olho de aposição funciona melhor em
intensidades de luz alta, geralmente restringindo o animal
ao hábito diurno [1].
As abelhas são primariamente ativas durante o
dia, contudo, alguns grupos evoluíram o hábito
crepuscular, voando apenas durante o crepúsculo e/ou
noite [2]. Insetos noturnos que possuem olhos de aposição
apresentam maior diâmetro de omatídeo e área de olho
[3,4,5]. O tamanho da lente determina a sensibilidade a luz
e a acuidade visual. Lentes maiores investem mais em
sensibilidade a luz e menos em acuidade visual, e a relação
inversa também acontece. Assim, o diâmetro dos
omatídeos podem ser usado para averiguar se abelhas
crepusculares investem mais em sensibilidade a luz do que
as diurnas [6].
Outra característica que pode ser avaliada no
sistema visual das abelhas crepusculares e o tamanho do
olho. Quanto maior a área do olho, mais espaço haverá
para os omatídeos ocuparem, assim, olhos grandes
favorecem a sensibilidade, porque podem ser compostos
por lentes de diâmetros maiores, que capturam mais
fótons, o que é crucial para forragear durante o crepúsculo
[3].
Assim, o objetivo desse estudo é descrever e
comparar as adaptações morfológicas dos olhos de
aposição das abelhas crepusculares e diurnas.
Materiais e métodos
Nós analisamos e comparamos a morfologia dos
olhos de uma espécie de abelha crepuscular (n = 9) com
uma espécie diurna (n = 5) de mesmo tamanho.
Para fazer as medidas dos olhos compostos, nós
cobrimos o olho direito de cada abelhas com uma fina
camada de base e a retiramos depois de 24 horas (van
Praagh et al 1980). Os moldes retirados dos olhos foram
inseridos em uma lâmina e fotografados com o auxílio de
uma câmera acoplada ao microscópio. A partir das
imagens obtidas, nós quantificamos o número total de
omatídeos usando o software Matlab. A área dos olhos foi
medida pelo contorno formado por essa estrutura ao ser
colocado na lâmina. O diâmetro dos omatídeos foram
obtidos de diferentes regiões dos olhos.
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
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Tabela 1 medidas das estruturas dos olhos compostos de aposição.
Espécie
Hábito
Diâmetro dos
omatídeos (µm)
Área do olho (mm²)
Número de
omatídeos
Eye parameter
Megalopta amoena
C
34,1 (30; 35,9)*
3,44 (3,27; 3,6)*
2589 (3541; 3658)
1,63*
Augochlora esox
D
21 (21; 21,1)*
0,951 (0,94; 0,988)*
2638 (2542; 3058)
0,95*
* indicam diferença estatística. C = crepuscular, D = diurna.
Para calcular a área interomatidial (Δφ), nós
usamos a fórmula proposta por Land (1997): Δφ=
√23818/n, onde o n é o número de omatídeos por olho.
A partir dos valores obtidos do ângulo interomatidial, nós
calculamos o eye parameter (P). Esse parâmetro nos permite
avaliar o trade-off entre sensibilidade a luz e acuidade visual.
Quanto maior o valor de P, maior é o investimento em
sensibilidade a luz, e quanto menor, maior é o
investimento em acuidade visual (Synder, 1979). Para
obter o valor de P é necessário multiplicar o Δφ pelo
diâmetro dos omatídeos: P = Δφ.D.
A partir dos valores obtidos, foi feito uma
comparação usando Kruskal Wallis (não paramétrico).
Resultados
As abelhas crepusculares possuem maior diâmetro das
omatídeos (p=0,0015), maior área de olho (p=0,009) e
maior parâmetro dos olhos (p=0,0090) quando
comparadas com as abelhas diurnas (tabela 1). Tanto a
espécie crepuscular quanto a diurna possuem o mesmo
número de omatídeos (p=0,54).
Discussão
As diferenças óticas encontradas nas abelhas
crepusculares e diurnas refletem as diferentes adaptações
que esses grupos possuem para forragear em horários com
menor ou maior luminosidade, respectivamente. É
provável que essas diferentes adaptações sejam uma
resposta a pressão de seleção dos diferentes nichos
temporais ocupados por esses insetos. As abelhas
crepusculares possuem maiores diâmetros de omatídeos,
maior área do olho e maior eye parameter quando
comparadas com as abelhas diurnas. Essas mesmas
características também foram observadas nos olhos de
aposição de outros insetos noturnos e são consideradas
adaptações morfológicas necessárias para forragear em
horários com baixa luminosidade [7,8,9]
O padrão de maior área do olho encontrado nas
abelhas crepusculares, quando comparado a abelhas
diurnas de mesmo tamanho corporal, também foi
observado em três outras espécies de abelhas por Jander e
Jander (2002), e em formigas [5]. Quanto maior a área do
olho, mais espaço haverá para os omatídeos ocuparem,
assim, olhos grandes favorecem a sensibilidade, porque
podem ser compostos por lentes de diâmetros maiores,
que capturam mais fótons, o que é crucial para forragear
durante o crepúsculo [4].
Como esperado, o número de facetas não foi
diferente entre os grupos de abelhas diurnas e
crepusculares. Apesar das abelhas crepusculares e diurnas
possuírem o mesmo número de facetas, o tamanho dessas
estruturas varia entre os dois grupos. Dessa forma, apesar
das abelhas crepusculares e diurnas possuírem o mesmo
número de omatídeos, elas possuem diferentes tamanhos
de área de olho, o que está diretamente relacionado a
variação do diâmetro dos omatídeos nos dois grupos.
Todas essas características refletem nos valores
encontrados do eye paramenter, que é um bom indicador de
trade-off entre a sensibilidade a luz e a acuidade visual [4,8].
Entre os dois grupos comparados, o valor do eye parameter
das abelhas crepusculares foi maior que os das abelhas
diurnas. Como durante o crepúsculo, a quantidade de
fótons de luz no ambiente é baixa, as abelhas crepusculares
possuem omatídeos maiores, que investem em
sensibilidade à luz. para as abelhas diurnas, a
luminosidade não é um fator que limita a capacidade de
voar, assim, o menor tamanho de seus omatídeos mostra
que há maior investem em acuidade visual. Dessa forma,
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
28
mostramos que para cada grupo analisado, o trade-off entre
sensibilidade e acuidade foi resolvido de acordo com as
pressões seletivas impostas pela quantidade de luz no
ambiente.
Conclusões
Os olhos de aposição são adaptados a alta
intensidade de luz, mas as abelhas crepusculares que
possuem esse designer de olho desenvolveram adaptações,
como as descritas nesse estudo, para voar em horários com
baixa intensidade de luz no ambiente. Essas modificações
envolvem maior área dos olhos, maior diâmetro das
facetas e maior eye parameter. Essas adaptações, entre
outras, particionaram as espécies avaliadas em nichos
temporais diferentes.
Referências
[1] Warrant, E. J. (2008). Seeing in the dark: vision and visual
behaviour in nocturnal bees and wasps. Journal of Experimental
Biology, 211(11), 1737-1746.
[2] Wcislo, W. T., & Tierney, S. M. (2009). Behavioural
environments and niche construction: the evolution of dim-light
foraging in bees. Biological Reviews.
[3] Somanathan, H., Kelber, A., Borges, R. M., Wallén, R., &
Warrant, E. J. (2009). Visual ecology of Indian carpenter bees II:
adaptations of eyes and ocelli to nocturnal and diurnal lifestyles.
Journal of Comparative Physiology A, 195(6), 571-583.
[4] Jander, U., & Jander, R. (2002). Allometry and resolution of
bee eyes (Apoidea). Arthropod Structure & Development, 30(3),
179-193.
[5] Narendra, A., Reid, S. F., Greiner, B., Peters, R. A., Hemmi,
J. M., Ribi, W. A., & Zeil, J. (2010). Caste-specific visual
adaptations to distinct daily activity schedules in Australian
Myrmecia ants. Proceedings of the Royal Society B: Biological
Sciences, 278(1709), 1141-1149.
[6] Land, M. F. (1997). Visual acuity in insects. Annual review of
entomology, 42(1), 147-177.
[7] Land MF& Nilsson. "Animal eyes." (2002).
[8] Warrant, E. J. and Locket, N. A. (2004). Vision in the deep
sea. Biol. Rev. 79, 671-712.
[9] Yilmaz, A., Aksoy, V., Camlitepe, Y., & Giurfa, M. (2014).
Eye structure, activity rhythms, and visually-driven behavior are
tuned to visual niche in ants. Frontiers in behavioral
neuroscience, 8, 205.
Palavras-chave: abelha crepuscular, omatídeos, olhos de
aposição.
Agências financiadoras: CAPES.
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
29
RESUMOS E
RESUMOS EXPANDIDOS
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
30
RESUMO
Deleções cromossômicas associadas com a síndrome de irlen
Renata Kozlowski Bekin1, Camila Correa1, Salmo Raskin2, Roberto Hirochi Herai1,3
1 Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde (PPGCS), Escola de Medicina, Pontifícia Universidade Católica do
Paraná (PUCPR), Curitiba, Brasil, 2 Escola de Medicina/PUCPR, 3 Divisão de Pesquisa Científica, Instituto Lico
Kaesemodel (ILK), Curitiba, Brasil
e-mail: roberto.herai@pucpr.br
Introdução
A síndrome de Irlen (SI), também chamada de
disfunção visuo-perceptual ou síndrome da sensibilidade
escotópica, é uma alteração visuoperceptual, que causa
desconforto nos olhos, cansaço, distração, sonolência,
cefaleia, irritabilidade e fotofobia [1], ocasionando
também dificuldades na leitura e aprendizado [1].
Indivíduos diagnosticados com a SI apresentam exame
oftalmológico normal, com alteração no processamento
visual [1,2]. A síndrome é originada por problemas de
formação no córtex primário, região subcortical do
cérebro (sistema magnocelular) e por alterações na via
dorsal do cérebro, causando distorções no processamento
visual [2]. Seu tratamento é feito através de lâminas
espectrais (overlays) e/ou filtros espectrais [3]. Embora
esta síndrome apresente alta prevalência, sendo de 12,5%
na população geral e de 31% na população disléxica [4],
não estudos que permitiram identificar mutações
genéticas causais da SI. Alguns estudos sugerem que
mutações pontuais (tipo SNP) nos genes APOB-100,
DYX3 e MDH1 podem favorecer para a ocorrência da
síndrome, porém os dados ainda não são conclusivos.
Neste sentido, este trabalho teve como objetivo realizar
uma revisão da literatura para verificar se mutações
genéticas relacionadas com deleções, ainda não associadas
com a síndrome de Irlen, podem também apresentar
relação com os fenótipos cerebrais observados em pessoas
portadoras da síndrome.
Método
A pesquisa realizou uma revisão da literatura
baseada no método Prisma, utilizando como palavras
chave primárias os termos “genética”, “processamento
visual”, e respectivos sinônimos. A busca foi realizada nos
bancos de dados PubMed, Scopus e Scielo. Após coleta
dos dados, os artigos duplicados e que não incluíram
estudos com humanos foram removidos. Os artigos
restantes foram selecionados e analisados na íntegra, e
posteriormente os dados foram colocados e inseridos em
uma tabela avaliando a correlação entre eles. Os dados
coletados incluíram o fenótipo cerebral observado, as
variações genéticas associadas, e o tipo de condição dos
indivíduos que faziam parte dos estudos.
Resultados
A revisão identificou quatro estudos envolvendo
deleções genéticas associadas com condições neurológicas
distintas. Em um estudo envolvendo indivíduos com
síndrome de PraderWilli, foi identificado um grupo com
deleção no cromossomo 15 (banda 15q11-13) e
constatado um prejuizo na via dorsal (sistema
magnocelular) do sistema visual, e no grupo sem deleção
(dissomia uniparental) observada alteração da via ventral
(parvo celular) [5]. No estudo envolvendo indivíduos com
síndrome de Willians, foi analisadas pessoas com deleção
no cromossomo 7q11.23, todos apresentavam volume
cerebral diminuído, personalidade hiperssocial, e também
diminuição nas habilidades visuoespaciais (sistema
magnocelular alterado) [6]. Outro estudo também
observou funções integrativas motoras e espaciais
diminuídas, e alterações na via dorsal (sistema
magnocelular) [7]. Na síndrome da Deleção 22q11.2,
foram observados problemas de aprendizado e déficitis
cognitivos, associada a problemas no processamento
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
31
visual e também na via dorsal, novamente envolvendo o
sistema magnocelular alterado [8].
Conclusões
O presente estudo baseou-se em uma revisão da
literatura que permitiu identificar condições neurológicas
distintas, onde incluíram a síndrome de Willians, a
síndrome de Prader-Willi e a síndrome da Deleção
22q11.2. Tais síndromes são caracterizadas por alterações
no processamento visual e por problemas no sistema
magnocelular do rebro, sugerindo que o fenótipo da
síndrome de Irlen também ocorra nestas outras condições
neurológicas e, principalmente, possa ser causado por
deleções cromossômicas ao invés de restritas a mutações
pontuais conforme reportado pelos trabalhos da literatura.
Referências:
[1] Robinson GL, Foreman PJ. Scotopic sensitivity/Irlen
syndrome and the use of coloured filters: a long-term
placebo controlled and masked study of reading
achievement and perception of ability. Percept Mot Skills.
1999 Aug;89(1):83-113;
[2] Stein J, Walsh V. To see but not to read; the
magnocellular theory of dyslexia. Trends Neurosci. 1997
Apr;20(4):147-52;
[3] Griffiths et al. The effect of coloured overlays and
lenses on reading: a systematic review of the literature.
Ophthalmic Physiol Opt. 2016 Sep;36(5):519-44;
[4] Kriss I, Evans BJW. The relationship between dyslexia
and MearesIrlen Syndrome. Journal of Research in
Reading 28(3):350 - 364, 2005;
[5] Woodcock et al. Dorsal and ventral stream mediated
visual processing in genetic subtypes of Prader-Willi
syndrome. Neuropsychologia. 2009 Oct;47(12):2367-73;
[6] Reiss et al. Motion processing in Williams syndrome:
Evidence against a general dorsal stream deficit. Journal of
Vision, 3( 9): 288, 288a, 2003;
[7] Zarchi et al. Auditory and visual processing in Williams
syndrome. Isr J Psychiatry Relat Sci. 2010;47(2):125-31;
[8] Magnée et al. Proline and COMT status affect visual
connectivity in children with 22q11.2 deletion syndrome.
PLoS One. 2011;6(10):e25882.
Palavras-chave: Sindrome de Irlen, deleção genética,
alteração no processamento visual, sistema magno celular.
Agência Financiadora: Programa de Suporte à Pós-
Graduação de Instituições Comunitárias de Educação
Superior PROSUC/CAPES.
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
32
RESUMO EXPANDIDO
O desenvolvimento de próteses retinianas na atualidade
Renata Diniz Lemos1
1 Laboratório Interdisciplinar de Investigação Médica, UFMG, Belo Horizonte, Brasil
e-mail: rdinizlemos@gmail.com
Introdução
Em 2010, a Organização Mundial de Saúde
estimou que a cegueira atingia 39 milhões de pessoas em
todo o mundo. Uma porcentagem sendo atribuída a
condições irreversíveis como a Retinose Pigmentar (RP)
prevalência estimada de 1/4000 pessoas em países
desenvolvidos [l] e a Degeneração Macular Relacionada
à Idade. Tais doenças causam a degeneração de quase
todos os fotorreceptores da retina, porém, geralmente, há
alguma preservação da camada de neurônios internos [2].
Por séculos, pesquisadores buscaram maneiras de
restaurar a visão nesses indivíduos e, nas últimas décadas,
estudos promissores com próteses retinianas têm surgido.
Estas funcionam basicamente provocando fosfenos por
estimulação elétrica dos neurônios residuais funcionantes
[2]. Existem três tipos: 1. Epirretiniana: o conjunto de
eletrodos é implantando na superfície da retina; 2.
Subretiniana: os eletrodos ficam entre a retina e a coroide;
e 3. Supracoroidea: os eletrodos situam-se entre a coroide
e a esclera ou em um bolso escleral. Atualmente, há uma
prótese epirretiniana (Argus II) aprovada nos Estados
Unidos (EUA) pelo “Food and Drug Administration” [3].
Na União Europeia (UE) foi aprovada uma prótese
subretinana (Alpha IMS), e duas próteses supracoroideas
foram desenvolvidas por dois grupos de pesquisa, um
australiano e o outro japonês. O objetivo deste trabalho é
revisar os ensaios clínicos mais recentes publicados a
respeito de tais próteses retinianas.
Método
Foi realizada uma revisão bibliográfica sobre o
tema na base de dados PubMed, utilizando-se a seguinte
combinação de palavras-chave para efetuar a estratégia de
busca: (((("retinal implants") OR "bionic eye") OR "retinal
prosthesis") OR "artificial retina") OR "visual implant".
Como resultado inicial, foram encontrados 622 itens.
Aplicando--se os seguintes filtros: 1. Tipo de artigo:
Ensaio-Clínico; 2. Data de Publicação: últimos 4 anos; e 3.
Espécie: Humanos, chegou-se ao resultado final de cinco
artigos. Todos foram analisados e incluídos.
Resultados
O ensaio clínico Argus II recrutou 30 pacientes
(14 dos EUA e 16 da UE), 1 possuía Coroideremia e os
outros RP [1]. Dagnelie et al. avaliou 28 destes em 3 tarefas
de visão funcional com o sistema ligado e desligado. Para
a tarefa de Rastreamento de Calçada, o avaliador demarcou
3 trechos de grama cercados por concreto, simulando
calçadas. Solicitou aos participantes que andassem ao
longo de cada um dos 3 caminhos na calçada a menos de
1 m da borda. Os indivíduos foram melhores com o
sistema ligado (teste-t, p<0,05) [4]. Entre 2010 e 2013, em
um ensaio clínico multicêntrico, 29 pacientes que
apresentavam degeneração retiniana em estágio final,
como a RP, receberam o Alpha IMS, o implante
demonstrou restaurar funções visuais úteis, possibilitando
uma acuidade visual de até 20/546 (0,037) e melhorando
o desempenho em atividades como localização e
reconhecimento de objetos no cotidiano [5]. Fujikado et al.
implantou próteses supracoroideas em 3 pacientes com
RP avançada. Na avaliação após 1 ano, as próteses
continuavam funcionantes e o paciente 3 apresentou
melhor desempenho (p<0,05) com a prótese ligada em
testes de localização [2].
Conclusões
As diferentes próteses apresentam vantagens e
desvantagens. Fujikado et al. argumenta como vantagens
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
33
das próteses supracoroideas, por exemplo, o fato de que
são mais seguras, pois os eletrodos não tocam a retina e
têm mais estabilidade, já que estão fixados no bolso
escleral. Como desvantagens, destaca-se a possibilidade de
pior resolução da imagem em comparação às outras
próteses devido à maior distância entre eletrodos e retina,
e a necessidade de correntes mais altas para estimular a
retina [2]. O estudo Argus II seguirá seus pacientes por 10
anos, portanto, ao final, será possível uma avaliação mais
completa de sua prótese. Além dos implantes retinianos,
outras abordagens terapêuticas para degenerações da
retina estão sendo desenvolvidas, abrangendo terapia
gênica, transplante de células-tronco e outros métodos [5].
Certamente, vários estudos surgirão nas próximas décadas
possibilitando melhor compreensão dos benefícios de tais
terapêuticas.
Referências:
[1] da Cruz L, Dorn J, Humayun M, Dagnelie G, Handa J,
Barale P et al. Five-Year Safety and Performance Results
from the Argus II Retinal Prosthesis System Clinical Trial.
Ophthalmology. 2016;123(10):2248-2254.
[2] Fujikado T, Kamei M, Sakaguchi H, Kanda H, Endo
T, Hirota M et al. One-Year Outcome of 49-Channel
SuprachoroidalTransretinal Stimulation Prosthesis in
Patients With Advanced Retinitis Pigmentosa.
Investigative Opthalmology & Visual Science.
2016;57(14):6147.
[3] Geruschat D, Richards T, Arditi A, da Cruz L, Dagnelie
G, Dorn J et al. An analysis of observer-rated functional
vision in patients implanted with the Argus II Retinal
Prosthesis System at three years. Clinical and
Experimental Optometry. 2016;99(3):227-232.
[4] Dagnelie G, Christopher P, Arditi A, da Cruz L,
Duncan J, Ho A et al. Performance of real-world
functional vision tasks by blind subjects improves after
implantation with the Argus® II retinal prosthesis system.
Clinical & Experimental Ophthalmology. 2016;45(2):152-
159.
[5] Stingl K, Bartz-Schmidt K, Braun A, Gekeler F,
Greppmaier U, Schatz A et al. Transfer characteristics of
subretinal visual implants: corneally recorded implant
responses. Documenta Ophthalmologica. 2016;133(2):81-
90.
Palavras-chave: Próteses retinianas, Retinose Pigmentar,
retina artificial.
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
34
RESUMO EXPANDIDO
O que a análise de correlação vetorial revela sobre a cinemática da
cabeça de indivíduos com estresse visual?
Cláudia de Almeida Ferreira Diniz1,3; Marcos Vinícius Faleiro de Andrade1,3; Maria Lúcia Machado Duarte2; Lázaro
Valentim Donadom2; Bruno Phillip Alves da Silva2; Ricardo Guimarães 3; Márcia Guimarães 3; Marcos Pinotti1,3,4
1 Laboratório de Bioengenharia Labbio DEMEC UFMG Minas Gerais, Brasil
2 Departamento de Engenharia Mecânica DEMEC UFMG Minas Gerais, Brasil
3 Laboratório de Pesquisa Aplicada à Neurovisão LAPAN DEMEC UFMG Minas Gerais, Brasil
4 In memorian
e-mail: claudiafdiniz@yahoo.com.br
Introdução
Ficar com a cabeça erguida, parada para manter
o olhar para frente a fim de visualizar alvos de interesse e
explorar visualmente o ambiente é uma tarefa perceptivo
motora aparentemente simples, na qual uma biomecânica
complexa [1] opera em associação a processos perceptivos
visuais [24] e sobre a qual o conhecimento disponível
ainda é não está completo. Por essa razão, o presente
estudo investigou correlações entre padrões cinemáticos
que a cabeça exibe durante a realização de tarefas visuais e
explorou a influência que mudanças na postura corporal
podem exercer sobre os padrões. Inicialmente, foi
desenvolvido e validado um sistema de
estereofotogrametria (EFG) de baixo custo, de fácil
utilização e específico para registrar a cinemática da cabeça
durante tarefas visuais, por quantificar as rotações e
translações da cabeça calculadas ao nível do ponto médio
entre os olhos e interferir minimamente no padrão de
movimento. Em seguida, o sistema foi utilizado num
estudo experimental transversal, para registrar, processar e
quantificar os movimentos da cabeça de um grupo de
indivíduos portadores de EV durante a realização de
diferentes tarefas visuais. Esses indivíduos foram
escolhidos por terem demonstrado previamente
dificuldade para manter a cabeça parada quando
solicitados a ficar parados em postura ereta [5]. Os dados
obtidos deram origem a vetores de movimento que foram
analisados com uso de um método inédito para esta
utilização, o Critério de Correlação Modal (Modal Assurance
Criterion MAC), um coeficiente de correlação para
vetores [6] criado no fim da década de 1970, no
Laboratório de Pesquisa de Dinâmica Estrutural da
Universidade de Cincinnati. O MAC é considerado um
indicador poderoso [7], cuja função original era comparar
vetores modais diferentes e relacionar e indicar o grau de
consistência (dependência) entre eles. Em razão da
qualidade do indicador, o surgimento de outras aplicações
para o MAC foi previsto desde 2003 [7]. Uma delas ocorre
no presente estudo, que é o primeiro a utilizar esse critério
para comparar vetores de movimentos humanos.
Método
Foi realizado um estudo experimental transversal
com onze indivíduos com EV (sete mulheres e quatro
homens), com idade entre 13 e 21 anos (16,4 +2,4 anos),
com queixa de sensibilidade aumentada à luz, cefaleia aos
esforços visuais e prejuízo da função visual especialmente
da tarefa de leitura. Os participantes puderam apresentar
acuidade visual normal ou corrigida e precisaram ser
capazes de andar e ficar de pé independentemente. Foram
excluídos do presente estudo os indivíduos que
apresentarem história ou sintoma de problemas como
alterações labirínticas, de doença ortopédica /
reumatológica nos membros inferiores ou alteração
neurológica que interferissem na capacidade de manter-se
na postura ortostática; que tinham diagnóstico prévio de
hiperatividade; que estavam em uso de medicamento para
tratamento de hiperatividade ou que interferisse no
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
35
equilíbrio; com queixa de dor de qualquer natureza na
postura ortostática à época dos testes ou apresentassem
problemas visuais ou cognitivos que impedissem a
realização dos testes. O estudo foi aprovado por comitê de
ética sobCAAE 5070781.6.0000.5149 e o termo de
consentimento e/ou assentimento foi assinado pelos
voluntários antes dos testes. Os movimentos de quatro
marcadores (A, B, C, D) colocados na cabeça (figura 1)
foram registrados pela esquerda e por trás, durante 30s e à
taxa de 60Hz, enquanto os participantes permaneciam
parados, com a cabeça erguida e olhar na horizontal.
Figura 1: Posição dos marcadores na cabeça.
Foi utilizado um sistema de estereofotogrametria
desenvolvido para esse fim. Foram feitas medidas: a) de
olhos abertos - com fixação visual a 2 m (OA 2) e 40 cm
(OA 40), - com movimentação ocular focalizando a 2 m
(OA Le 2m) e a 40 cm (OA Le 40) e de olhos fechados
(OF), nas posições sentada e em pé. O sistema utiliza duas
câmeras digitais sincronizadas e está descrito em outro
estudo 6. As imagens gravadas foram processadas em um
micro computador para quantificar os deslocamentos da
cabeça, calculados em nível do ponto médio entre os olhos
(ponto O, na figura 1). Esse ponto é considerado o mais
representativo dos deslocamentos que são relevantes para
a realização de tarefas visuais. Os dados processados
deram origem a vetores de movimento que foram
analisados com uso de um método inédito para esta
utilização, o Critério de Correlação Modal (Modal Assurance
Criterion MAC), um coeficiente de correlação para
vetores [7] considerado poderoso [8]. Os dados
processados deram origem a vetores de movimento cuja
correlação foi analisada com uso de um método inédito
para esta utilização, o Critério de Correlação Modal
(Modal Assurance Criterion MAC), um coeficiente de
correlação para vetores [7] poderoso [8] que indica o grau
de correlação entre vetores por meio de escala de cor
(figura 2).
Figura 2: Exemplo de resultado de correlações pelo MAC.
Correlações acima de 0,70 são consideradas altas
e, acima de 0,90, muito altas. Elas indicam o grau de
correspondência entre vetores de movimento utilizados
para manter a cabeça erguida durante o testes. No presente
estudo, são mostradas em escala de cinza.
Resultados
A planilha de correlações entre os vetores de
movimento de um participante representativo da amostra
é apresentada abaixo (figura 3). Nela, todas as correlações
em escala de cinza apresentam valores acima de 0,70, com
o valor mais elevado correspondendo 0,96, obtida entre os
vetores dos eixos X e Y do teste de olhos abertos com
fixação visual a 2 metros, na postura sentada.
Figura 3: Planilha de correlações do MAC de um
participante com vetores correlacionados.
Correlações altas e muito altas entre vetores
movimento foram identificadas pelo MAC 722 vezes nos
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
36
diversos testes, posturas e condições visuais. Em 355, os
dois vetores foram registrados em testes na posição
sentada. Em 300, um dos vetores foi registrado em teste
na posição sentada e o outro em teste em pé. Em 67, os
dois vetores foram registrados em testes em pé. Um
exemplo desse resultado é observado na figura 3, em que
os tons de cinza aparecem agrupados nas partes da matriz
em que os dois testes são na posição sentada ou um na
posição sentada com o outro em pé. No gráfico 1, são
mostradas as correlações para cada participante.
Gráfico 1: Ilustração da correlação entre as rotações da
cabeça no eixo Y e as translações no eixo X.
A ilustração da trajetória espacial de dois vetores
altamente correlacionados é apresentada na figura 4. Elas
mostram que a cabeça foi movimentada de modo bastante
semelhante nos dois casos.
Figura 4: Demonstração da trajetória de 2 vetores de
movimento com correlação MAC muito alta.
Da mesma forma, outros dois vetores com
correlação baixa pelo MAC são apresentados na figura 5,
para comparação e mostram que a cabeça foi
movimentada de modo diferente nos dois casos.
Figura 5: Demonstração da trajetória de 2 vetores de
movimento com correlação MAC baixa.
Na Figura 6, a planilha de correlações de um
participante que tem poucos vetores correlacionados,
mostra que ele usou vetores de movimento diferentes, sem
correlação pelo MAC, durante a maioria dos testes.
Figura 6: Planilha de correlações do MAC de um
participante com poucos vetores correlacionados.
Discussão
Investigar a cinemática da cabeça de indivíduos
com EV com uso da análise de correlações pelo MAC abre
a possibilidade de conhecer aspectos sobre o
funcionamento do sistema de controle motor que
dificilmente seriam descritos apenas quantitativamente. A
distribuição das cores indicativas das correlações na
planilha de cada indivíduo compõe um mosaico que
representa de modo individualizado os parâmetros
operacionais utilizados pelo sistema motor, como uma
“assinatura”: a) a presença de muitas correlações indica
maior possibilidade de haver um ou mais padrões motores
mais estáveis; b) a concentração de correlações em torno
de uma determinada postura corporal, tipo de teste ou
determinado eixo de movimento indica o tipo de
parâmetro que está sendo utilizado pelo sistema de
controle motor. A análise conjunta de várias “assinaturas”
revela os comportamentos mais frequentes dos sistemas
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
37
motores, como, por ex., o resultado de redução da
quantidade de correlações quando os dois vetores foram
originados de testes em pé. Essa constatação é um forte
indicativo de que o mecanismo do controle postural
interfere na cinemática da cabeça.
Conclusões
Conclui-se que os padrões cinemáticos da cabeça
de uma pessoa podem estar fortemente correlacionados e
de modo dependente da postura corporal.
Referências
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2019;124:185209. doi:10.1007/978-3-319-93870-7_9.
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Palavras-chave: Cinemática da Cabeça; Critério de
Correlação Modal; Modal Assurance Criterion; MAC.
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
38
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
39
RESUMO EXPANDIDO
The use of pupil dynamics as neurofeedback paradigm: a
methodological approach
Lucas Eduardo Antunes Bicalho1, Herbert Ugrinowitsch2, Maicon Rodrigues Albuquerque1, Guilherme
Menezes Lage1.
1 Departamento de Educação Física, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brasil
2 Departamento de Esportes, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brasil
e-mail: bicalho.l@hotmail.com
Introduction
Researches for long have investigated procedures
aiming the improvement of motor skills. These include
different resources such as practice scheduling [1], the
manipulation of the nature of motor practice (actual vs.
imagination) [2], the manipulation of focus of attention [3]
and other forms of feedback administration such as the
provision of knowledge of results (KR) [4]. Together with
individual factors (e.g., cognitive effort), these have been
claimed to promote great influence on motor learning and
performance. Alongside, an increasing effort have been
made to identify the most effective index/indices of neural
activity associated with optimum performance [5]. Studies
have demonstrated that individuals can achieve optimal
brain states in situations where certain cortical activity are
active [6].
A well-established method that allows the
exploitation of the brain organizational principles is
through the presentation of a set of neural signals, from
the individual himself, in a real-time manner [5]. By
measuring and providing feedback of its own brain
activity, the neurofeedback technique emerges as a
powerful tool that provides a pathway of information that
builds awareness regarding the current brain state through
a human-device interface [7]. The monitoring of one's own
neural biological indicator further creates a closed-loop
system allowing the engagement of the individuals in their
cognitive processes to regulate their own brain plasticity
[5]. This external signal of interest must be as well
perceived as the internal signals so that both can be
effectively organized, and their bit rate does not exceed the
user’s perception capabilities [8]. To ensure an efficient
neurofeedback administration, five experimental steps
must also be attained: (i) identification of the correct set of
control points for a given type of influence, (ii) the capture
of the brain level activity over time, (iii) the classification
of the neural activity evoked by the presentation of a
stimulus or task, (iv) the extraction of characteristics
classified in a time series directing an initial arbitrary neural
state to a target state which is based on the establishment
of an optimal control point and (v) the presentation of
calculated signal back to the individual.
Although the technique had its birth in academia,
the neurofeedback have been largely developed as a tool
in the clinical environment. Evidence from clinical trials
demonstrates its effectiveness in the treatment of an array
of clinical disorders, such as attention-
deficit/hyperactivity disorder (ADHD), brain injury,
tinnitus, among others [see 9 for a review]. The
neurofeedback has also been used as a tool in motor
rehabilitation on different clinical trials among different
populations [e.g. 10, 11, 12] and these studies indicates that
neurofeedback procedures help individuals to improve
their motor control and consequently, the quality of life of
subjects with movement disorders [9]. Although this
technique has been applied strictly with direct measures of
neural signals such as in Electroencephalography (EEG),
functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI),
functional Near-Infrared Spectroscopy (fNIRS), among
others, recent evidences suggests that pupil diameter varies
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
40
rapidly and coherently with brain states [13]. During motor
learning, pupil dilation is being associated to the mental
effort imposed by the difficulty of a given task which is
also scaled according to motor practice [14]. This finding
corroborates with previous electroencephalographic
results [15-18] and also suggests that the pupil dynamics
might enable an indirect measurement of cortical state
fluctuations. In order to verify applications for this
association, the present study has the purpose of develop
a paradigm that enable verify if the pupil dynamics can be
useful for neurofeedback application.
Method
Three males and two females (mean age of 32.4
± 4 years) with normal vision and not wearing glasses or
contact lenses were invited to participate in this study. All
participants were instructed regarding task procedures and
to the definitions of The International Commission on
Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP). The IR
leds used in this study have lower spectral emmitance than
[19] seminal work who demonstrated that his
specifications attained less than half of permitted exposure
rates of ICNIRP statement. While both eye-trackers
placed the cameras at the same distance, our IR diameter
beam (3mm) and forward current (20 mA) is quite lower
(5mm, 100mA) than [19] have used.
Figure 1. Display of software appearance.
A user-interface control environment was built
to facilitate the different procedures involved on
neurofeedback analysis. The baseline test (Fig. 2)
comprises the procedure that estimates the baseline of
pupil size of each individual that enable the estimation of
the metric of pupil gain in further tests. During this test,
the individuals are required to quietly stare at a blank
screen during 60s. The pre-test period indicates the
acquisition of pupil gain during the motor task procedure
in order to estimate the threshold of pupil diameter
achieved in optimal state conditions (defined previously by
tasks constraints). The Neurofeedback procedure
calculates the pupil gain in real time and launches auditory
stimulus (system beep) whenever the individual reaches
the pupil threshold established in pre-test condition.
To estimate the pupil size, we used one low-cost
camera (HD Infra-Red Waterproof Camera ip66) placed
centered below the eye, aimed up, at an approximately 40º
angle and 5cm distance of the eye of the participants.
Artificial system techniques were employed in a custom-
made algorithm with Matlab (The Mathworks Inc.,
Massachusetts, EUA) to identify the pupil size in a real
time manner. The video recording went through a process
of manipulation of different parameters, such as re-scaling,
luminance retention and global threshold calculation. An
ensemble of feature categories built to train a classifier
taking the weighted decisions of weak learners was
used to extract the eye of the first image frame of the
recording video. The classifier labeled the region into
the whole recording. After these procedures,
measurements for the set of properties of connected
components were then evaluated in order to identify
candidate features. The value beneath vertical upper
and lower extrema regarding the center of the object
in the major axis length were evaluated to ensure an
accurate definition of the dynamic area. An automatic
clipped reading function was used to count artifacts
from a differentiation procedure on the pupil center
of mass.
Two different tests were undertaken to
evaluate the algorithm built to detect the pupil surface.
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
41
The first test (Test I) evaluated the percentage of artifacts
on pupil detection under a stationary view of 20 seconds
while the second test (Test II) evaluated the percentage of
artifacts on pupil detection under different object pursuing
(left, right, up, down) that appeared on the screen during
2seconds each in a 20seconds session. Individuals were
instructed to perform 3 trials of each Test, sited on a chair,
facing a 39 in. HD-LED television (Sony Bravia, Tokyo,
Japan) in a room with standard lighting and windows
properly covered by curtains. The artifacts were organized
as mean percentages of error in each trial for each
individual basing on artifact count on trial frames. The
Shapiro-Wilk test revealed that in both tests, the
independent variable had a normal distribution. Reliability
was calculated through intraclass correlation coefficient,
ICC3,1, considering the individual values obtained in each
trial of each task. ICC3,1 values were classified as weak
(<0.4), moderate (0.4 to 0.59), good (0.6 to 0.74) and
excellent (0.75-1). We set the level of statistical significance
at 0.05 for statistical tests and all analyses were performed
using SPSS 23.0.0 (Chicago, IL).
Results
We present descriptive analyses in Table 1 while
Table 2 depict statistical significance for ICC values. Since
some individuals did not presented errors throughout
several trials on Test I, the dierences between subjects
were not maintained between repeated conditions.
However, the same was not observed in Test II, which
have demonstrated greater consistency.
Table 1. Descriptive statistics errors (%) in Task I and
Task II.
Subject
Task
Mean error
(%)
1
1
0.333333
1
2
0.444444
2
1
0.166667
2
2
0.222222
3
1
0.277778
3
2
0.055556
4
1
0.111111
4
2
0.277778
5
1
0.055556
5
2
0.166667
Table 2. Intraclass correlation coefficient (ICC), Confidence Interval (IC) values and ICC classification for errors (%) in Task
I and Task II.
ICC
IC
Classification
p value
Test I
-.139
-.230 .742
Weak
.689
Test II
0.5
-.002 .979
Moderate
.026
Conclusion
Given the revealed association between specific
optimal control points and particular levels of
performance, the neurofeedback emerges as a promising
tool to train individuals to monitor and maintain their
optimal brain states. The findings concerning the
neurofeedback effects in the literature are robust and
demonstrate significant benefits in different individuals
who are pursuing quality of life. The preliminary results of
this study indicates that the algorithm have good reliability
to asses pupil variations. The next step of this work is to
investigate if the information contained in the pupil
dynamics can be used to perform neurofeedback training.
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Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
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Palavras-chave: Pupil, Biofeedback, Quality of Life.
Funding agency: This study was financed in part by the
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível
Superior - Brasil (CAPES) - Finance Code 001.
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43
RESUMO
Transferência de discriminação visual e modulação por
aminas biogênicas na abelha Apis Mellifera
Amanda Rodrigues Vieira1, Nayara Sales1, Marco Aurélio2 e Theo Mota1,2
1 Departamento de Fisiologia e Biofísica, UFMG, Belo Horizonte, Brasil.
2 Programa de Pós-Graduação em Neurociências, UFMG, Belo Horizonte, Brasil.
theomota@icb.ufmg.br
Introdão
As abelhas o excelentes modelos para o estudo
da aprendizagem visual e meria devido ao seu sistema
visual sofisticado e capacidades cognitivas surpreendentes
[1, 2, 3]. A aprendizagem visual de abelhas livres em voo tem
sido tradicionalmente estudada usando-se o
condicionamento operante em labirinto. Este é um
protocolo bem estabelecido, mas que dificilmente pode ser
combinado a protocolos invasivos de neurofarmacologia e
neurofisiologia para o estudo das bases neurais da
aprendizagem visual [1]. Assim, diferentes estragiasm
sendo utilizadas para desenvolver protocolos que permitam
estudar a aprendizagem visual em abelhas fixadas no
laboratório, embora as performances de aprendizagem
obtidas na maioria destes estudos tenham sido insatisfatórias
[4]. Aqui buscamos preencher esta lacuna através do
desenvolvimento de condicionamento visual clássico de
abelhas fixadas no laborario, seguido de transfencia para
um teste operante em labirinto Y, envolvendo a
transfencia de aprendizagem de um contexto clássico para
outro operante. Além disso utilizamos injeções
farmacológicas seletivas para testar o efeito da dopamina e
octopamina na aprendizagem visual apetitiva.
todo
Iniciamos com o condicionamento visual diferencial clássico
do reflexo de extensão da probóscide (PER), realizado em
uma sala escura, com a abelha fixada e posicionada em uma
plataforma em um dos bros de um labirinto Y preto. Os
estímulos visuais foram compostos por panoramas de luz
monocromática verde ou azul, cuja intensidade foi
previamente calibrada por um espectrofotômetro a um ponto
de isoluminância perceptual, utilizando-se a resposta fototica
de abelhas naïves voando livremente. Após este
procedimento, as abelhas foram treinadas para discriminar
entre uma luz monocrotica (CS +) recompensada com
solão de sacarose (US) e outra luz monocromática
isoluminante não recompensada (CS-). Foi treinado um
subgrupo de abelhas usando azul como CS+ e outro com
mesmo número de animais usando verde como CS+. Dez
ensaios de CS + e 10 ensaios de CS- foram apresentados a
cada abelha em uma seência pseudo-randômica com
intervalo de 10 min. Uma hora as a seção de
condicionamento visual clássico do PER, cada abelha foi
liberada individualmente na entrada de um labirinto Y para
um teste de orientação aos mesmos esmulos visuais usados
durante condicionamento clássico, apresentados agora
simultaneamente em cada braço do labirinto. Com o objetivo
de testar o efeito de antagonistas dos receptores
dopamirgicos (flupentixol) e octopaminérgicos (mianserina
ou epinastina) na aprendizagem visual por abelhas, animais
fixados receberam injeções farmacológicas. Realizamos o
condicionamento visual do PER seguido do teste de
orientação no labirinto Y, usando os mesmos procedimentos
descritos para os animais que o receberam as injões.
Realizamos ainda alguns experimentos adicionais para avaliar
se os efeitos de tratamentos farmacogicos em testes de
orientação operante poderiam estar relacionados a
interferências na retenção de memória. Two-way GLM
ANOVA para medidas repetidas foi utilizada para analisar o
condicionamento visual do PER. O teste binomial exato foi
utilizado para os testes de orientação. O teste de McNemar foi
utilizado para comparar as respostas ao CS+ e ao CS- durante
testes de reteão (memória) do PER. O vel alfa foi ajustado
para 0.05 (nos dois sentidos) para todas as análises. Embora o
Conselho Nacional de Controle da Experimentão Animal
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
44
do Brasil (CONCEA) não tenha regulamentado diretrizes
obrigatórias para a experimentão com animais
invertebrados, o presente estudo utiliza cnicas tradicionais de
manuseio e anestesia de abelhas que minimizam estresses e
dores.
Resultados
Para condicionamento diferencial clássico do
PER constatamos que cerca de 35% dos animais foram
capazes de adquirir respostas condicionadas consistentes
(estímulo x trial GLM ANOVA para medidas repetidas,
Efeito interação; F9,333 = 3.43, p<0.001). Nos testes de
orientação em labirinto em Y, cerca de 80% dos animais
exibiram escolhas discriminativas corretas no labirinto
(teste binomial, p = 0,0002). Abelhas injetadas com
antagonistas de octopamina não foram capazes de
aprender qualquer associão entre estímulos visuais e
sacarose. O bloqueio dos receptores dopaminérgicos
diminuiu o nível de respostas condicionadas, bem como
das escolhas corretas em testes de orientação no labirinto
em Y de maneira dose-dependente.
Conclusões
As abelhas foram capazes de transferir a aprendizagem visual
discriminativa de um contexto clássico para um operante.
Muitas abelhas fixadas que não apresentaram respostas
condicionadas durante o condicionamento visual diferencial
apresentaram escolhas corretas em relão ao CS + durante o
teste de orientão do labirinto em Y. Os resultados sugerem
que a octopamina e a dopamina modulam a aprendizagem
visual apetitiva das abelhas africanizadas.
Refencias
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Journal of Physiology-Paris, 110, 107118.
Palavras-chave: aprendizagem visual, transferência de
aprendizagem, dopamina, octopamina, Apis mellifera.
Agência Financiadora: FAPEMIG e CNPq.
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RESUMO
Visão e escoliose: Da etiologia ao tratamento
Yaçana Maria da Costa Soares Sousa Lima1, Nathalia Almeida Borges2,
Claysson Bruno Santos Vimieiro3
1Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brasil
2Departamento de Fisioterapia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brasil
3Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brasil
e-mail: yacana.arq@gmail.com
Introdução
Define-se escoliose como um desvio
tridimensional da coluna vertebral. O principal
critério diagnóstico é uma curvatura nessa
estrutura óssea que exceda 10 graus em uma
radiografia da coluna em posição anteroposterior
[1]. Existem outras formas de diagnóstico desta
patologia. Sabe-se também que uso de fotografias
como ferramenta para avaliação postural tem sido
utilizado por muitos profissionais [2]. Os
tratamentos mais comuns para essa patologia são:
observação, exercícios, uso de órteses e coletes e
também a correção cirúrgica [3]. O objetivo deste
trabalho é analisar a influência da visão na etiologia
e nos tratamentos para escoliose. A hipótese é de
que esse sentido auxilie na consciência corporal do
indivíduo e, por conseguinte, ajude na prática de
fisioterapia e outras atividades que almejem o
realinhamento da coluna vertebral.
Método
Trata-se de uma revisão de estudos na qual
utilizaram-se os termos de busca “scoliosis treatment
e “vision” associados nas bases de dados do Portal
de Periódicos CAPES, SciELO, PubMed e Google
Acadêmico.
Resultados
Durante a pesquisa foram encontrados 216 artigos,
após a análise com base nos critérios de relevância
estabelecidos, foram selecionados sete estudos
para compor o embasamento teórico desse
trabalho. A escoliose pode ser decorrente de
processos degenerativos, alterações genéticas,
miopatias ou neuropatias. Entretanto, cerca de
80% tem etiologia desconhecida, sendo
classificadas como escoliose idiopática. [4] A perda
da visão facilita o aparecimento de assimetrias
posturais, caracterizadas por adaptações em
diversas regiões, entre elas a cabeça (protrusão), os
ombros, a coluna vertebral e aumento das curvas
escolióticas [5]. Na escoliose ocorre a descarga
assimétrica dos corpos vertebrais, gerando
desequilíbrio entre as partes côncavas e convexas
da curva. Por meio de atividades físicas é possível
alterar essas deformidades, trabalhando exercícios
globais junto à consciência corporal,
propriocepção e equilíbrio [6]. No método de
treinamento Biofeedback SKOL-AS® a visão é um
sentido fundamental, pois o método baseia-se no
trabalho corretivo e postural no qual os indivíduos
recebem um sinal visual de manômetros
específicos. Com esse tratamento é possível
ensinar bons hábitos além de autocorreção da
coluna vertebral [7].
Conclusões
Observou-se que a perda da visão pode favorecer
o aparecimento da escoliose. Percebeu-se também
a importância da visão tanto no diagnóstico
médico quanto durante o tratamento da escoliose
em treinamentos, exercícios e terapias.
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
47
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Palavras-chave: Escoliose, visão, tratamento.
Agência Financiadora: Agradecimentos à
Agência de Fomento CAPES pelo apoio financeiro
a este trabalho.
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RESUMO EXPANDIDO
Visual Stress in Today’s Classrooms
Stephen J. Loew
School of Psychology, University of New England, Armidale NSW, Australia
e-mail: steveloew7@gmail.com
Introduction
A key stimulus behind the present
review has been the growing debate
among educational researchers, politicians
and the general public concerning
apparent declines in the literacy and
numeracy levels of school students in
developed nations. The last two decades
have born witness to a plethora of studies
that have primarily focused upon reading
and writing deficits in children with
familiar learning disorders, such as
developmental dyslexia and attention
deficit/hyperactivity disorder, while other
studies have examined the incidences of
these well-publicised disorders. At the
same time, however, the common visual
processing disorder Meares-Irlen/Visual
Stress Syndrome (which also causes reading,
writing and attention problems) has been
relatively under-researched. Although this
condition remains controversial, there is
now sufficient peer-reviewed evidence
indicating that its prevalence likely exceeds
those of dyslexia and ADHD combined
[1].
Meares-Irlen Syndrome, or Visual
Stress (VS), is a visual processing anomaly
which reportedly affects reading efficacy
in 12-14% of the general population and
at least 20% of dyslexics. Symptoms
include visual perceptual distortions of
text when reading, as well as eyestrain,
headaches and visual discomfort, all of
which tend to be exacerbated by
fluorescent lighting and bright visual
media. Although VS can co-occur with
dyslexia, it is a distinct condition and does
not usually prevent individuals from
learning to read, in fact, recent research
indicates that symptoms of VS can also
affect highly proficient readers [2].
Regarding underlying causes of
this disorder, two chief hypotheses have
prevailed during recent decades: 1)
Deficiencies in the magnocellular visual
pathway; and 2) Predisposition to visual
cortex hyperexcitability (i.e. visual
sensory-overload). Both hypotheses also
propose that VS symptoms can be
alleviated through the use coloured lenses
and/or overlays, and numerous
independent studies have reported highly
positive results by means of such
treatments [1].
Method
Given that reading and writing are
known to involve complex phonological
processes, it is perhaps quite easy to forget
that the crucial first step in the reading
process begins when the retina receives
photons reflected off the written page, and
moreover, that this can be greatly
influenced by three external factors: 1)
The amount of illumination; 2) The
spectral properties of the illumination; and
3) The reflectance properties of the page
being read (i.e. brightness and contrast).
These three fundamental factors,
which are essential to optimal visual
comfort, thus reading efficacy, have
changed significantly in classrooms over
the past three decades [1]. This theoretical
paper examined the details and magnitude
of such changes in order to test the
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
49
author’s hypothesis that visual and reading
discomfort in schools (due to today’s
“brighter and whiter” fluorescent lighting and
paper) may be a latent dynamic in the
recent trends of declining student-literacy
levels in many countries.
Results
The findings of this review
indicate that today’s trend towards
increased blue-light content in modern
illumination and visual media (for
brightness-effect) has similar detrimental
effects upon visual and reading comfort to
those well-documented regarding over-
illumination, and moreover, that over-
illumination itself is also impacting visual
comfort and therefore reading abilities.
Discussion
The effects of room illuminance
and glare levels upon visual acuity and
reading comfort have been an area of
research interest for many years [3-5].
Other studies have also investigated
whether the irregular spectrum of
fluorescent lighting can affect visual acuity
tasks, cognition and fatigue [6-9]. More
recently, some researchers have
questioned the appropriateness of today’s
typically high levels of illumination in
workplace and academic settings.
In one such investigation,
Winterbottom and Wilkins [10] measured
the illuminance (lux levels) at students’
desks in a broad-sample of 90 classrooms
spread across 11 schools in the UK. Their
study found that the lighting in 88% of
classrooms dramatically exceeded
European illuminance recommendations
for school classrooms (i.e. 300 lux:
European Standard EN 12464-1).
Moreover, 84% of the classrooms had
highly excessive illumination levels (≥
1,000 lux), at which point visual
discomfort can become a significant issue
for many individuals (11, 12). The
researchers also emphasised that any
negative effects caused by this excessive
lighting would inherently be further
compounded by added glare reflected
from whiteboards and other bright visual
media (such as today’s ultra-white paper).
The whiteness of copy-paper can
be important, as paper whiteness provides
contrast with the text and can add to the
appearance of a document. Logically
however, there likely exists a limit to the
degree of whiteness required for optimal
reading comfort, beyond which the
brightness and contrast of the page might
actually cause discomfort, visual fatigue
and reading errors. While most book
publishing paper grades are either a cream-
white or true-white shade [13], the whiteness
of copy paper today now greatly exceeds
all previously achievable levels of
whiteness and brightness, and this has
occurred due to recent changes to paper-
manufacturing practices rather than
customer demand. During the 1990s, a
sudden (PC-driven) surge in the need for
A4 copy-paper led to fierce competition
among paper manufacturers to secure
unprecedented high-volume sales of such
paper to government departments and
businesses.
However, paper manufacturers
had limited scope for marketing their
products as ‘superior’ (the size or the
thickness of A4 copy paper cannot be
enhanced). Only the ‘whiteness-index’ of a
brand of paper offered a marketing selling-
point to distinguish one brand from
another. As a consequence, market
competition amongst paper-makers
inevitably led to a spiral of ever-increasing
whiteness, irrespective of whether or not
any real benefits to reading comfort might
be gained. In contrast, book publishers
opt for far less paper-whiteness in order to
enhance reading comfort.
The scale of change that has
occurred to reading material in recent
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
50
years can best be gauged by comparing the
past and present technical specifications
of paper, as per the most widely utilised
whiteness-index internationally: the CIE-
Whiteness index (0−100), which was
defined by the Commission Internationale
de l'Eclairage (CIE), Paris, France. On this
index, for a perfect-reflecting non-fluorescent
white material the CIE would be 100, and
prior to 1990 the CIE of the whitest
papers existing ranged from 75 to 85.
However, today’s ‘ultra-white’ papers now
boast CIE measures of 150 to 170 on their
packaging, which begs the question: ‘How
can the whiteness of paper exceed the
upper limit of 100 on the CIE-Whiteness
index?’ In fact, this apparent ‘CIE
paradox’ only became possible by
manufacturers adding Optical Brightening
Agents (OBAs) to modern printing paper.
OBAs are fluorescing chemicals designed
to capture light from the non-visible range
(ultra-violet) and re-emit it back to the
reader’s eyes as additional visible light
(blue) [13]. The key incentive for
manufacturers to utilise OBAs is to exploit
the fact that the human visual system
perceives a higher proportion of blue light
as extra brightness. Thus, under
contemporary ‘full-spectrum’ fluorescent
lighting, a brand of paper with a CIE 160
(i.e. ‘Reflex Ultra-White’) can now appear
to be 60% whiter than the maximum level
of paper whiteness previously known
(CIE 100), and moreover, it actually
reflects more visible light back to the eyes
of the reader than it receives from the light
source.
Conclusion
The current review concludes that
the above findings may be particularly
relevant to education, given that
international PISA tests and other
statistics consistently show declines in
student-literacy levels in most developed
nations [14-18]. These statistical trends
indicating declining literacy and numeracy
still remain unexplained and, despite vast
monetary interventions by governments,
they appear to be irreversible.
Key words: Visual Stress; Meares-Irlen
syndrome; lighting-levels; fluorescent
lighting; reading difficulties
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Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
52
PRÊMIO MARCOS PINOTTI
DE MELHOR TRABALHO
COMPLETO
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
53
TRABALHO COMPLETO
Iluminação: Sua Importância e Impacto no Ambiente
Educacional Podem Ser Erroneamente Relevados
Estudo De Campo
Lighting: Its importance and Impact on the Educational
Environment Can Be Wrongly Relieved
Field study
MSc Wellingtânia Domingos Dias; Matheus Costa de Castro;
Prof. Dr. Rudolf Huebner; Prof. Dr. Meinhard Sesselmann.
Laboratório de Bioengenharia (LABBIO). Departamento de Engenharia Mecânica.
Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, MG Brasil
wellingtaniad@gmail.com; matheuscdcastro@gmail.com; rudolf@ufmg.br; meinhard@ufmg.br
Resumo
A luz é um elemento
essencial, mas também básico ao cotidiano
humano, a sua importância e impacto no
ambiente educacional podem ser
erroneamente relevados. Com as tarefas sendo
realizadas cada vez mais em ambientes
fechados, tendo em vista não apenas as
preocupações com prejuízos à saúde
ocasionados pela exposição prolongada a
luzes artificiais, mas também os crescentes
esforços empregados em aumentar os níveis
de conforto, estudos dos efeitos da
luminosidade nos usuários desses recintos
tornaram-se mais frequentes. Dessa forma,
esse trabalho objetivou avaliar a qualidade da
iluminação das salas de aula do Bloco 4 da
Escola de Engenharia da UFMG. Diversos
autores concluem que condições inadequadas
de iluminação prejudicam o conforto visual,
impactam a performance dos indivíduos e
podem gerar problemas visuais, cefaleia,
fadiga e outros mais. Neste contexto, por meio
da análise da iluminação natural e artificial das
salas de aula, utilizando normas e diretrizes
que estabelecem condições adequadas para os
níveis de luminosidade nesses ambientes, foi
avaliada a situação da iluminação do Bloco 4.
Dessa forma, esse trabalho concluiu que as
salas estudadas não apresentam parâmetros
de iluminação dentro das referências
estabelecidas pelas normas aplicáveis,
necessitando de adequações, a fim de oferecer
maior conforto aos seus usuários.
Palavras-chave: Iluminação. Conforto Visual.
Ambiente Educacional. Indivíduos.
I. INTRODUÇÃO
A luz é um elemento básico e essencial a
nossa vida. Presente ativamente em todas as
atividades que realizamos, com exceção, talvez,
apenas dos momentos de repouso, a luz tem uma
de suas aplicações mais expressivas na iluminação
de ambientes, podendo, hoje, apresentar diferentes
características e arranjos conforme a tarefa a ser
realizada e o recinto que se deseja iluminar, como
hospitais, escolas, escritórios, entre outros
(CASTRO, 2018). Assim, alguns princípios gerais
e definições da luz são descritos pela norma NBR
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
54
ISO/CIE 8995-1 2013, que estabelece que a
“iluminância” e sua distribuição nas áreas de
trabalho e no entorno imediato têm um maior
impacto em como um indivíduo percebe e realiza
a tarefa visual de forma rápida, segura e confortável
(ABNT, 2013, p.4). Essa Norma especifica os
requisitos de iluminação que conferem conforto
visual e segurança para a realização de trabalhos
internos. Nela, são apresentadas as especificações
de Iluminância mantida (Em) valor mínimo para
a iluminância média da superfície especificada ,
Qualidade de Cor, representada pelo índice geral
de reprodução de cor (Ra), entre outros, para 31
tipos de ambiente, com suas subsequentes tarefas
e atividades. Na tabela 1, pode-se conferir as
especificações da Norma para os tipos de ambiente
pertinentes a esse trabalho.
Diferentes fatores influenciam no
conforto visual durante tarefas e um deles são os
impactos da iluminância inadequada. Neste
contexto, Winterbottom e Wilkins (2008) em seus
estudos relatam que, os prejuízos de uma
iluminância excessiva superior a 1000 lux o
conforto visual começa a diminuir. Também
destacam que o uso de lâmpadas fluorescentes que
funcionam na frequência de 100Hz em corrente
alternada pode causar dores de cabeça, uma vez
que essas lâmpadas apresentam modulações, “a
lâmpada pisca”, embora não conscientemente
perceptíveis que são capazes de prejudicar a
performance visual e o conforto. Uma solução
simples para esse problema seria o uso de lâmpadas
que operam em altas frequências, que já estão
disponíveis no mercado muito tempo. Os
autores ainda sobressaltam a influência da razão
entre a iluminância máxima e a mínima em um
mesmo ambiente que, ao exceder o valor de 0,6,
começa a afetar negativamente o conforto do
usuário.
Tabela 1. Iluminância média e índice de
reprodução de cor recomendados pela Norma
conforme ambiente e tarefa.
Fonte: Dados extraídos da norma ABNT 8995-
1(2013).
A iluminação, conforme destaca Yang et
al. (2013), também afeta a percepção das condições
de temperatura do ambiente, bem como as
diferentes cores podem causar 20 emoções
variadas nos estudantes, que, se aplicadas
corretamente, facilitam o aprendizado. Em um
estudo conduzido com alunos do ensino superior,
os autores buscaram entender quais fatores os
estudantes consideravam mais impactantes na sua
performance em sala de aula, e concluíram que a
iluminação artificial estava entre aqueles mais
relevantes. Ainda nesse ponto, os estudantes
apontaram que as características que mais
estiveram relacionadas com a percepção da
iluminação foram o excesso de brilho, reflexo e a
tonalidade indesejada da luz, indicando que esses
aspectos tinham um efeito negativo em seu
aprendizado. Por outro lado, no grupo de testes,
embora os estudantes tenham se apresentado
insatisfeitos com a iluminação natural, não
consideraram que essa tenha um impacto
significativo na sua performance, porém
controvérsias.
Nos estudos de relatam que quando a
iluminação natural está excessiva, fotofobia é
frequente. Como por exemplo, nos pacientes com
Síndrome de Irlen, essa queixa de dificuldade na
adaptação a luz é relatada, frequentemente, como
a percepção de brilho excessivo provocado pelo
display de uma mídia eletrônica ou pela luz
refletida pelo papel branco onde se faz a leitura, em
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
55
especial sob iluminação artificial por lâmpadas
fluorescentes ou de LED branco (LOPES et al.,
2018).
Os estudos conduzidos por Mott et al.
(2012) concluíram que a qualidade e a temperatura
da luz influenciam no desempenho de leitura de
estudantes. Estes autores, somam à iluminância
uma outra forma de medir a qualidade da
iluminação em um ambiente, que é por meio da
temperatura da cor, medida em Kelvin, que se
refere à tonalidade da luz e varia de luz “fria” (azul
e branca) à luz “quente” (vermelha e amarela)
(RODRIGUES, 2002).
Neste sentido, o conforto ambiental
interno está relacionado à avaliação dos esforços
de adaptação de indivíduos (GONÇALVES et al.,
2001). Por sua vez, o conforto visual é um dos
fatores utilizados para avaliar esse esforço, desse
modo a iluminação de um ambiente deve ser
projetada de forma a proporcionar conforto visual
aos ocupantes do espaço. Quando não apropriado,
o sistema de iluminação pode resultar até em
problemas visuais, fadiga e dores de cabeça, entre
outros.
Santos (2007) mostra que condições de
iluminação neste tipo de ambiente, salas de aula,
assim como de outros espaços, que não se
adequam à Norma NBR 8995- 1/2013 podem
provocar problemas visuais, prejudicar o
rendimento de indivíduos e gerar cansaço. A
iluminação deficiente também é um tema de
estudo relacionado à segurança no trabalho.
Portanto, a adequação do nível de iluminância das
salas de aula, conforme rege a Norma, permite
maiores benefícios aos usuários como conforto
ambiental, visual e, assim, exige menor esforço de
adaptação para a realização de suas tarefas.
O objetivo deste estudo foi avaliar a
qualidade da iluminação das salas de aula do Bloco
4 da Escola de Engenharia da UFMG,
primariamente de forma quantitativa, com base em
Normas e regulamentações existentes,
determinando se a iluminação do local de estudo
encontra-se dentro dos padrões estabelecidos.
II. MATERIAIS E MÉTODOS
2.1. CARACTERIZAÇÃO DO LOCAL DE
ESTUDO
2.1.1 Caracterização Espacial do Bloco 4 da Escola de
Engenharia (EE)
O espaço objeto do estudo foi
caracterizado, a começar pelo prédio do Bloco 4,
com explicitação de sua posição geográfica. É
mostrado na figura 1 a localização do edifício em
relação ao complexo de prédios da EE. O prédio
aparece representado como P.C.A.1 - Engenharia
Nuclear, conhecido atualmente por Bloco 4. Este,
está destacado por um retângulo na cor preta. Os
demais prédios são os centros de experimentação
(C. Exp) 01, 02, 03 e 04, e o Laboratório de Análise
Experimental de Estruturas (LAEES).
Figura 1. Localização do bloco 4 em relação ao complexo
de prédios da EE. Fonte: Adaptada de UFMG (2018).
Nota: Os prédios na cor cinza não fazem parte do complexo
da EE.
A posição do Bloco 4 em relação aos
pontos cardeais é mostrado na figura 2 para o
posicionamento espacial do interlocutor nos
momentos em que o texto detalhar regiões do
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
56
edifício e, mais especificamente, das salas de aula,
em que há incidência solar no decorrer do dia. A
fachada do prédio foi considerada como sendo
aquela posicionada na direção Nordeste. O ângulo
de norte foi obtido como em torno de 45º. O
prédio encontra-se a aproximadamente
19º52’14.4”S 43º57’48.2”O. O prédio possui 2
(dois) pavimentos, brise-soleils (quebra-sol,
elemento arquitetônico instalado a fim de diminuir
a incidência solar direta dentro de edifícios) nas
paredes externas da fachada e de fundo e um
corredor central dividindo as salas entre as direções
Nordeste e Sudoeste.
Figura 2. Posição espacial do bloco 4 em relação aos pontos
cardeais. Fonte: Adaptada de Google (2018).
2.1.2 caracterização das salas de aula
Após a caracterização espacial externa
citada na seção 2.1.1, foi realizado o levantamento
do número de salas utilizadas exclusivamente para
ministrar aulas, em que se contabilizou um total de
15 (quinze) salas, sendo 10 (dez) no 1º Pavimento,
e 5 (cinco) no Pavimento. Destas, foram
escolhidas 8 (oito), 4 (quatro) em cada Pavimento,
para serem analisadas. Portanto, as salas 1169,
1174, 1177, 1180, 2296, 2298, 2300 e 2307.
Para a seleção das salas, levou-se em
conta os seguintes fatores, com o intuito de obter
uma melhor amostragem: a distribuição espacial no
bloco, o posicionamento em relação ao corredor
central, o nível de incidência solar e o tamanho da
sala. Escolheu-se as salas de tamanhos variados,
com incidência solar no decorrer do dia diferente
uma das outras, posicionadas a nordeste e outras a
sudoeste, bem como mais no início ou ao fim de
cada andar.
Cada sala de aula possui janelas
basculantes verticais transparentes, cortinas
blackout, número de ventiladores que varia de
acordo com a dimensão da sala, 1 (uma) mesa e 1
(uma) cadeira para o professor e um número de
carteiras individuais (plano de trabalho) com
tampo em madeira aglomerada cor cinza-claro que
varia de 35 a 100 unidades, 1 (um) quadro ou lousa
branco, 1 (um) projetor e 1 (uma) tela de projeção
retrátil. O teto é de réguas de Policloreto de Vinila
(PVC) cor branca, as paredes são da cor bege-claro,
e o piso de concreto polido. São apresentados, na
tabela 2, os valores estimados de refletância das
principais superfícies dos ambientes estudados. As
salas são apresentadas nas figuras 3 a 10.
Figura 3. Sala 1169. CASTRO, 2018.
Figura 4. Sala 1174. CASTRO, 2018.
Figura 5. Sala 1177. CASTRO, 2018.
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
57
Figura 6. Sala 1180. CASTRO, 2018.
Figura 7. Sala 2296. CASTRO, 2018.
Figura 8. Sala 2298. CASTRO, 2018.
Figura 9. Sala 2300.CASTRO, 2018.
Figura 10. Sala 2307. CASTRO, 2018.
Nos estudos de Lucena (2015) e
Meneghetti et al. (2004) obtiveram os valores de
refletância para as superfícies destacadas na Tabela
2.
Tabela 2. Faixas de refletância úteis para as
superfícies internas mais importantes
Fonte: LUCENA, 2015; MENEGHETTI et al.,
2004.
2.1.3 Caracterização das Luminárias
As salas são equipadas com luminárias
para lâmpadas fluorescentes T8 de sobrepor,
modelo OS-812, com corpo em chapa de aço
tratada e pintada, refletor facetado em alumínio
anodizado brilhante de alta refletância e alta
pureza. Consta na figura 11 o modelo de luminária
utilizado.
Figura 11. Luminárias modelo OS-81. Fonte:
INTRAL, 2018.
De acordo com o fabricante, esse modelo
possui as variantes com uma ou duas lâmpadas, ou
seja, 1x32W ou 2x32W. Todas as salas contêm as
duas variantes. No entanto, os modelos 2x32W
foram posicionados na mesma região, isto é, na
fileira de luminárias mais próxima do quadro. As
lâmpadas utilizadas são do modelo OSRAM T8
F032W/850. Segundo dados do fabricante, elas
possuem fluxo luminoso de 2600 lm, temperatura
de cor de 5000 K e índice de reprodução de cor,
IRC, de 80 a 89 (OSRAM, 2013).
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
58
As luminárias nas salas observadas estão
configuradas no formato 3 (três) “colunas” e, no
mínimo, 3 (três) “fileiras”. Na figura 12, observa-
se a representação adimensional e generalizada das
salas de aula. Cada retângulo amarelo representa
uma luminária, e o número dentro desse retângulo
corresponde ao número de lâmpadas dessa
luminária específica. No caso dessa figura, tem-se
uma configuração de luminárias 3x5. A
configuração para as demais salas é apresentada na
Tabela 3.
Figura 12. Representação adimensional generalizada da
quantidade de luminárias e lâmpadas. CASTRO, 2018.
Tabela 3. Configuração das luminárias nas salas de
aula
Fonte: CASTRO, 2018.
2.2. PROCEDIMENTOS PARA A ANÁLISE
DA ILUMINÂNCIA
2.2.1 Levantamento da Iluminação Natural
A NBR 15215-4/2004 estabelece os
procedimentos de medição de iluminância para luz
natural e recomenda que a iluminância seja
verificada em intervalos de 2h a partir do início do
expediente, de acordo com o horário legal.
Com base nessas recomendações, foram
realizadas 5 (cinco) séries de medições em cada
uma das salas escolhidas, com intervalo mínimo de
2h entre cada uma série.
2.2.1.1 Determinação do Indice Local
Para que a medição da iluminação natural
ocorra com erro inferior a 10% a Norma estabelece
um número mínimo de pontos a serem verificados
de acordo com o Índice Local. A partir da
equação1 e da tabela 4, obtém-se a quantidade de
pontos a serem medidos. O índice Local, K, é um
índice que relaciona as dimensões do local em
estudo. É dado por:
(1)
Em que: C: comprimento do recinto [m]; L: largura
do recinto [m]; Hm: distância vertical entre a
superfície de trabalho e o topo da janela [m].
Tabela 4. Número mínimo de pontos a serem
medidos de acordo com o valor de K calculado.
Fonte: CIBSE (1984).
2.2.2 Levantamento da Iluminação Artificial
2.2.2.1 Determinação do Índice Local
Assim, como no caso da Iluminação
Natural, aqui, o Índice Local deve ser determinado.
No entanto, há algumas alterações na forma como
ele é obtido, conforme explicitado pelas equações
2, 3 e pela figura 13.
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
59
(2)
Em que: C: comprimento do recinto [m];
L: largura do recinto [m]; e o h: pé-direito útil [m].
O pé-direito útil consiste na distância
efetiva entre a luminária e o plano de trabalho. Seu
valor pode ser calculado conforme a equação 3,
cujas variáveis estão representadas na figura 13. As
medidas de dimensão dos recintos foram tomadas
com o uso de uma Trena de 8 m.
(3)
Sendo: H: pé-direito do recinto [m]; hs:
altura do pendente da luminária [m]; L: altura do
plano de trabalho [m].
Figura 13. Representação das variáveis para o cálculo do
-direito útil. Fonte: MME (2011).
2.2.2.2 Disposição dos Pontos de Medição
A NBR 8995-1/2013 estabelece que o
tamanho da malha de cálculo para projeto do
sistema de iluminação é dado pela equação 4:
(4)
Em que: p: tamanho da malha [m]; d:
maior dimensão do ambiente [m].
A malha de cálculo, a princípio, é uma
malha necessária para a determinação das
iluminâncias e uniformidades médias e depende do
tamanho e forma da superfície de referência.
O número de pontos de medição, n, é
definido, então, pelo inteiro mais próximo da
relação d/p O ambiente considerado é, assim,
dividido em n áreas iguais, com formato o mais
próximo possível de um quadrado e as medidas são
tomadas no centro dessas áreas.
2.3. MEDIÇÃO DA ILUMINÂNCIA
Uma vez definida a malha de pontos,
realizou-se as medições da iluminação artificial,
mista (artificial + natural) e natural. O ambiente foi
dividido em áreas semelhantes e retangulares, o
mais próximo possível de quadrados, conforme o
número mínimo de pontos encontrado. Em
seguida, a iluminância foi medida no centro de cada
uma dessas áreas. A fim de reduzir erros, foram
realizadas 3 (três) medidas em cada ponto, dessa
forma, o valor de iluminância apresentado
corresponde ao valor médio.
Para a medição, análise e classificação da
iluminância nas salas de aula conforme a NBR
8995-1/2013 foi utilizado o aparelho Luxímetro
com Registro de Dados SKLD-400. O aparelho,
mostrado na figura 14, possui um datalogger com
capacidade de registro de 16.000 dados, escala de
lux ou de vela, com níveis de precisão na faixa de
0 lux 400 lux, 400 lux - 4 klux, 4 klux - 40 klux e
40 klux - 400 klux, taxa de amostragem de 1,5 vezes
por segundo e Certificado de Calibração com
rastreabilidade Inmetro/RBC, apresentado no
Anexo Certificado de Calibração (INSTRUTEMP,
2018).
Para a sua utilização, o luxímetro foi
regulado na escala de lux, nos níveis de precisão na
faixa de 0 lux 400 lux e 400 lux 4 klux,
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
60
conforme intensidade luminosa do ponto de
medição. Também foi ajustado o horário e datas
internos do aparelho. Todas as medidas foram
tomadas no modo manual de registro interno de
dados, em que há um espaço para 99 registros, que
podem ser armazenados e visualizados no
medidor, ou transferidos para o computador via
software fornecido pelo fabricante.
A Iluminância dia, Ē, foi obtida
simplesmente a partir da média aritmética de todos
os pontos de cálculo (ABNT, 2013).
Figura 14. Luxímetro digital com registro de dados
SKLD-400. Fonte: Casalab (2018).
2.3.1. Cálculo da Iluminância Média
2.3.2. Software para Análise Computacional
O Software VELUX Daylight Visualizer
2 foi utilizado para simular a distribuição da
iluminação natural dentro das salas de aula. Este
software, disponível gratuitamente na internet,
permite a simulação da conservação do fluxo
luminoso, reflexão de lux em superfícies difusas,
iluminância, luminância, entre outros. Para a
obtenção da simulação, basta a construção de um
modelo 3D do recinto ou ambiente a ser estudado,
determinando as mobílias e materiais utilizados. A
partir desse modelo, insere-se como valores de
entrada para a simulação o ângulo de norte, os
horários em que se pretendem obter os resultados,
o período do ano, a condição do céu, o ângulo de
posicionamento da câmera e o formato de saída da
simulação, isto é, em vídeo ou imagem (VELUX,
2015). Para este estudo, foi realizado a simulação
dos pontos de iluminação natural nas salas de aula.
Essa simulação também serviu como uma
validação das medidas naturais tomadas.
III. RESULTADOS
3.1 Resultados da Medições Dimensionais e Índice Local
A partir dos resultados das medições
dimensionais das salas do Bloco 4, bem como a
memória de cálculos necessários para a obtenção
de valores de Índice Local e Tamanho da Malha,
descritos nas seções 2.2.1.1, 2.2.2.1 e 2.2.2.2,
obteve-se o número mínimo de pontos a serem
medidos para a determinação da iluminância
natural e artificial de cada sala de aula, apresentados
a seguir na tabela 5.
Para a divisão das superfícies de
referência em malhas conforme rege a NBR 8995-
1/2013, foi considerada a condição mais
conservadora, que permite maior amostragem, de
acordo com demais trabalhos existentes, como
aplicado por Nissola (2005). Assim, a sala com
menor número de pontos de medição foi a 2298,
sendo 16 deles. Na figura 15 é mostrada a
representação da divisão dessa malha de pontos
para as salas de aula. Para essa exemplificação, foi
escolhida a sala 1169.
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
61
Tabela 5. Número mínimo de pontos para
obtenção de iluminâncias para cada sala.
Fonte: CASTRO, 2018.
Figura 15. Divisão de pontos para a sala
1169.CASTRO, 2018.
Foram obtidos os resultados das
medições de cada ponto detalhados. As demais
salas objeto do estudo tiveram a malha de pontos
divididas de forma semelhante, seguindo
recomendações da Norma, conforme descrito nas
seções 2.2.1 e 2.2.2. Por fins de concisão, apenas a
malha da sala 1169 é exposta nesse texto. No
entanto, os dados detalhados das medições para
cada ponto podem ser solicitados ao autor, bem
como, o mapa adimensional para as medições de
todas as salas, descrevendo o posicionamento de
todos pontos.
3.2. Medições de Iluminância
As medições de iluminância foram
realizadas nos dias 29 de setembro e 06 de outubro
de 2018. As séries de medição interna nas salas de
aula ocorreram, aproximadamente, conforme
mostra a tabela 6:
Tabela 6. Horários de séries de medições
Fonte: CASTRO, 2018.
As medições das salas do 1º pavimento
(1169, 1174, 1177 e 1180) foram realizadas no dia
06/10/2018, enquanto a das salas do 2º pavimento
(2296, 2298, 2300 e 2307), no dia 29/09/2018. A
partir do horário inicial das tomadas de medidas
para cada sala em cada série, estabeleceu-se um
intervalo de 2h aproximadamente em para a
medições.
Apesar de os resultados relativos à quinta
série de medições serem apresentados nesse
relatório associados à iluminação mista, seus
valores representam, na verdade, iluminância
exclusivamente artificial, uma vez que os dados
para essa série foram coletados apenas após o
anoitecer. Também vale ressaltar que, a partir da
terceira série, coletou-se medidas apenas da
iluminação mista, uma vez que se observou que a
contribuição da iluminação natural se tornava cada
vez menor a partir do pico visto na segunda série
de medições. Um motivo adicional para essa
decisão é o fato de que a situação de iluminação
mista é a que melhor representa o padrão de
utilização das salas de aula, dado que as
circunstâncias em que apenas iluminação
natural não seriam suficientes para a iluminação
adequada do ambiente.
Conforme apresentado na tabela 1
(seção1), o valor estabelecido pela Norma como a
iluminância média adequada para salas de aula
noturnas, classes e educação de alunos é de 500 lux.
para a uniformidade, a NBR 8995-1/2013
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
62
estabelece que o valor mínimo deve ser de 0,7.
Todas as análises realizadas terão, então, como
referência os valores mencionados acima.
3.2.1. Iluminância. Externa
Uma vez que as medições foram
realizadas em datas diferentes, os valores de
iluminância externa são importantes para a
comparação das condições de iluminação natural
obtidas em cada dia.
Conforme a NBR 15215-2/2004 (ABNT,
v.2, 2004), a condição do céu nos dias 29/09/2018
e 06/10/2018 era parcialmente encoberto ou
intermediário. A Norma descreve essa como
“condição de céu na qual a luminância de um dado
elemento será definida para uma dada posição do
sol sob uma condição climática intermediária que
ocorre entre os céus padronizados como céu claro
e totalmente encoberto”, (ABNT, 2004, v.2, p.4) O
céu encoberto seria a “condição de céu na qual as
nuvens preenchem toda a abóbada celeste”
(ABNT, 2004, v.2, p.3) e céu claro é:
[...] condição na qual dada a inexistência
de nuvens e baixa nebulosidade, as
reduzidas dimensões das partículas de
água fazem com que apenas os baixos
comprimentos de onda, ou seja, a porção
azul do espectro emirjam em direção à
superfície da terra, conferindo a cor azul,
característica do céu. (ABNT, 2004, v.2,
p.3).
Ainda durante a realização das medições,
observou-se uma tendência de estabilização nas
medições a partir da terceira série, o que significa
que a iluminação natural, diretamente proporcional
à iluminância externa, tem um papel cada vez
menor nos valores da iluminância mista. Além
disso, a série 5 de medições foi realizada após o
anoitecer, em que se considera a iluminação natural
desprezível. Dessa forma, os valores da
iluminância externa foram obtidos para as séries de
1 a 3, conforme horários explicitados na tabela 6,
em um ponto à frente da fachada do prédio,
totalmente exposto à luz solar, conforme
procedimento descrito na seção 3.2. Os resultados
obtidos são apresentados na tabela 8 a seguir:
Tabela 8. Iluminâncias externas
Fonte: CASTRO, 2018.
É importante salientar o comportamento
imprevisível e irregular da iluminância externa no
decorrer das séries de medida, como é o caso do
pico de 124,4 klux na série 2 do dia 29/09/2018,
deve-se justamente à condição de céu
intermediário já explicitada acima. Isto é, ocorrem
variações durante o dia entre as condições de céu
claro e céu totalmente encoberto.
3.2.2 Resultado da análise das medições do 1º pavimento
Nos gráficos 1 e 2 é possível ver os
valores de iluminância média por sala de aula para
cada série de medição, conforme o tipo de
iluminação mista ou natural e, da mesma forma,
são mostradas nas tabelas 9 e 10 os valores médios
de uniformidade obtidos para o 1º pavimento.
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
63
Gráfico 1. Médias para iluminância mista
pavimento
Fonte: CASTRO, 2018.
Tabela 9. Médias de uniformidade para iluminância
mista - 1º pavimento
Fonte: CASTRO, 2018.
Gráfico 2. Médias para iluminância natural
pavimento
Fonte: CASTRO, 2018.
Tabela 10. Médias de uniformidade para
iluminância natural - 1º pavimento
Fonte: CASTRO, 2018.
É possível ver que nenhuma das salas do
1º pavimento atendeu aos requisitos estabelecidos
pela norma, tanto no quesito iluminância média,
quanto uniformidade.
A linha pontilhada de cor preta que
representa a média de todas salas para uma série de
medições para o caso de iluminação mista
permaneceu em torno de 300 lux nas primeiras 3
(três) séries. As salas 1177 e 1180 tiveram
resultados de iluminância irregulares dessa média
para as séries 2 e 3: respectivamente, 32% e 18%
para a 1177, e 24% e 15% para a 1180.
No caso da sala 1177, essa disparidade
pode ser explicada pela quantidade de luminárias,
pela sua localidade no bloco e pela disposição dos
brise-soleils na fachada do prédio, o que afeta a
incidência solar que chega ao recinto. Na figura 16
é demonstrada imagem externa do bloco 4. Os
brise-soleils são as estruturas levemente
acinzentadas na fachada principal. O destaque, em
amarelo, representa a localização da sala 1177.
Nesta, pode-se observar que existe uma região em
que não há brise-soleil. A ausência dessa estrutura
arquitetônica faz com que essa sala tenha maior
incidência de raios solares, o que é comprovado
pelo gráfico 2 ao se constatar que a média da
iluminância natural para esse recinto na série 2 é a
maior. Quanto à quantidade de luminárias, a sala
1177 é a única do pavimento com 15 (quinze)
luminárias. No entanto, a influência desse fator é,
de certa forma, compensada pelo fato desse ser o
recinto com as maiores dimensões, o que é
corroborado pelo fato que a diferença de
iluminância em relação à média geral diminuir
cerca de 20 lux no caso de iluminação artificial
apenas (série 5).
Na sala 1180, pode-se identificar como
agravante, o que levou à discrepância de valores
registrados quando comparados à média geral, o
posicionamento e a quantidade de janelas. Na
figura 17 observa-se que a sala possui uma fração
da parede que não possui janelas, apenas uma
pequena janela basculante vertical. Ao todo, esse
Livro de publicações do 7º Congresso Brasileiro de NeuroVisão: Neurociências da Visão
64
recinto possui 5 (cinco) janelas, o que é um número
baixo, dado que ele possui apenas cerca de 1m de
comprimento a menos que a sala 1174, por
exemplo, porém, esta já possui um total de 7 (sete)
janelas. Este número reduzido resulta em um baixo
valor de iluminação natural, o que se observa no
gráfico 2, uma vez que a sala 1180 apresentou as
menores médias de iluminância natural para as
séries 1 e 2. Um outro fator é o posicionamento da
viga estrutural, que prejudica a distribuição da
iluminância das luminárias posicionadas ao fundo
da sala.
Figura 16. Fachada do bloco 4 com destaque para sala
1177 (amarelo) e sala 1169 (verde). Fonte: UFMG
(2004).
Figura 17. Estruturas e posicionamento de luminárias da
sala 1180. CASTRO, 2018.
É nítido no gráfico 2 que a média da
iluminância natural para a série 1 da sala 1169
esteve bem distante das demais salas. Essa
disparidade se deve provavelmente à condição do
céu no dia das medições, alinhada à localização da
sala destacada em verde na figura 16, semelhante à
da sala 1177. Variações na posição das nuvens,
somada à influência da localização da sala,
provavelmente levaram ao pico na série 1 de
medições, resultando em valores cerca de 40%
maiores quando comparados à média geral. Para a
série 2 de iluminação natural, os valores foram
significantemente mais consistentes com os
obtidos para as demais salas.
É importante observar que essas
constatações de aumento da incidência solar
durante as medições eram possíveis de serem
observadas visivelmente durante a coleta de dados.
Conforme já observado, no que se refere
à uniformidade, em ambas as configurações de
iluminação os seus valores estiveram abaixo do
estabelecido pela Norma (u> 0,70). Porém, mesmo
nos casos em que os valores calculados para este
parâmetro estiveram próximos do recomendado,
como para as salas 1174 e 1177 sob iluminação
mista, não se pode analisar esse resultado
isoladamente. Isto ocorre porque, conforme
explicitado na NBR 8995-1/2013 (diz que “é
importante tanto para o desempenho visual quanto
para a sensação de conforto e bem-estar que as
cores do ambiente, dos objetos e da pele humana
sejam reproduzidas natural e corretamente”
(ABNT, 2013, p.9), o que confere conforto visual),
o cálculo da uniformidade depende da iluminância
média e da iluminância mínima registrada.
Portanto, é necessário que ele esteja condicionado
aos valores de iluminância média dentro do padrão
da Norma. Além disso, a equação para ess