Seus olhos estão instalados “ao contrário”

O olho humano é otimizado para ter uma boa visão de cores de dia e alta sensibilidade à noite. Mas, até recentemente, era como se as células da retina estivessem conectadas do lado errado, com a luz viajando através de uma massa de neurônios antes de atingir as células de detecção de luz e cones. Uma nova pesquisa apresentada em um encontro da Sociedade Americana de Física descobriu um aumento de visão notável para esta estrutura intrigante.

Cerca de um século atrás, a estrutura fina da retina foi descoberta. A retina é a parte sensível à luz do olho, que reveste o interior do globo ocular. A parte de trás da retina contém cones para a percepção das cores vermelha, verde e azul. Espalhados entre os cones estão os hastes, que são muito mais sensíveis à luz do que cones, mas são daltônicos.

Antes de chegar aos cones e hastes, a luz deve atravessar toda a espessura da retina, com suas camadas de neurônios e núcleos celulares. Esses neurônios processam a informação da imagem e transmitem para o cérebro, mas até recentemente não estava claro por que essas células se encontram na frente dos cones e bastonetes, e não por trás deles. Este é um quebra-cabeça de longa data, ainda mais que a mesma estrutura, de neurônios até detectores de luz, existe em todos os vertebrados, mostrando uma estabilidade evolutiva.

Pesquisadores em Leipzig descobriram que as células gliais, que também abrangem a profundidade da retina e se conectam aos cones, tem um atributo interessante. Estas células são essenciais para o metabolismo, mas também são mais densas do que as outras células da retina. Na retina transparente, esta densidade mais elevada (e índice de refração correspondente) significa que as células da glia podem guiar a luz, assim como cabos de fibra óptica.

Em vista disso, os pesquisadores construíram um modelo da retina, e mostraram que o direcional de células gliais ajuda a aumentar a clareza da visão humana. Mas também notou algo bastante curioso: as cores que melhor passaram pelas células gliais foram verde e vermelho, que o olho precisa mais para a visão diurna. O olho normalmente recebe muito azul – e, portanto, tem menos cones sensíveis ao azul.

As simulações de computador mostraram que o verde e o vermelho são concentrados 5 a 10 vezes mais pelas células da glia em seus respectivos cones que a luz azul. Em vez disso, o excesso de luz azul fica espalhado nas hastes circundantes.

Este resultado surpreendente da simulação agora precisava de uma prova experimental. Com seus colegas da Escola de Medicina Technion, eles testaram como a luz atravessa retinas de suínos. Como seres humanos, esses animais são ativos durante o dia e sua estrutura de retina tem sido bem caracterizada, o que nos permitiu simular seus olhos da mesma forma que haviam feito para os seres humanos. Em seguida, passaram a luz através de suas retinas e, ao mesmo tempo, digitalizaram o processo com um microscópio, em três dimensões. Fizeram isso para 27 cores no espectro visível.

O resultado foi fácil notar: em cada camada da retina, eles perceberam que a luz não estava espalhada uniformemente, mas concentrada em alguns pontos. Estas manchas foram continuadas de camada para camada, criando assim colunas alongadas de luz que conduzem a partir da entrada da retina para os cones na camada de detecção. A luz concentrada nestas colunas é até 10 vezes maior, comparada com a intensidade média.

Ainda mais interessante foi o fato de que as cores que foram melhor guiadas pelas células gliais foram bem emparelhadas com as cores dos cones. Os cones não são tão sensíveis como as hastes, assim, esta luz adicional permitiu-lhes funcionar melhor, mesmo sob os níveis mais baixos de luz. Enquanto isso, a luz mais azul, que não foi bem capturada nas células gliais, estava espalhada nas hastes na sua vizinhança.

Estes resultados significam que a retina do olho foi otimizada para que os tamanhos e densidades de células gliais combinassem as cores para que o olho humano fosse sensível (que é em si um processo de otimização adequado às nossas necessidades). Essa otimização é tal que a visão de cores durante o dia é reforçada, enquanto a visão da noite sofre muito pouco.

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quinta-feira, 7 de abril de 2016