Pesquisadores da Universidade de Helsinque conduziram um estudo revolucionário que revelou os mecanismos neurais responsáveis pela excepcional sensibilidade da visão humana em condições de quase escuridão. Publicado na Nature Communications, o estudo demonstra que, embora o olho humano seja altamente eficaz em detectar pequenas diferenças de intensidade luminosa, essa sensibilidade reduz a capacidade de perceber fótons individuais.
O debate sobre a detecção de fótons
Durante décadas, cientistas discutiram se o olho humano é capaz de detectar fótons individuais, a menor unidade de luz mensurável. O principal obstáculo para resolver essa questão era a dificuldade de correlacionar a percepção visual humana com a atividade retiniana em condições extremas.
Este novo estudo oferece uma resposta clara: o sistema visual humano prioriza a detecção de contrastes leves em detrimento da percepção de fótons individuais, optando por maximizar a capacidade de percepção geral em ambientes de baixa luz.
Sensibilidade visual em ambientes escuros
A pesquisa apresenta os seguintes insights:
- O olho humano pode detectar variações muito sutis na intensidade da luz, mesmo em escuridão quase total.
- Essa capacidade é possível pela redução do ruído neural no sistema visual.
- Contudo, essa precisão ocorre com a limitação de detectar partículas individuais de luz.
Pela primeira vez, os pesquisadores conseguiram conectar diretamente a percepção visual consciente à atividade específica de células retinianas, por meio de medições eletrofisiológicas detalhadas e testes psicológicos.
Descobertas principais
Os pesquisadores identificaram células retinianas específicas como as responsáveis por processar a luz em níveis baixos:
- Células ganglionares ON da retina são cruciais para perceber incrementos mínimos na intensidade luminosa.
- Essa descoberta detalha como os neurônios da retina se organizam para realizar tarefas específicas durante a visão.
Segundo o professor Petri Ala-Laurila, líder do estudo, “nossas descobertas mostram que o olho humano funciona próximo dos limites fundamentais da física, exigindo o máximo do sistema visual para alcançar essa sensibilidade extrema.”
O Dr. Markku Kilpeläinen, primeiro autor do estudo, acrescenta que “a evolução parece ter favorecido a habilidade de detectar pequenos contrastes em vez de focar na percepção de fótons individuais.”
Avanços em próteses retinianas e saúde ocular
Os resultados do estudo têm implicações significativas para tratamentos de doenças visuais e o desenvolvimento de dispositivos protéticos para a retina.
Aplicações Práticas:
Compreensão avançada da retina: Saber como diferentes células retinianas processam informações visuais pode levar a tratamentos mais direcionados para doenças específicas.
Melhoria em diagnósticos: A compreensão da codificação neural pode aprimorar a detecção de distúrbios visuais.
Desenvolvimento de próteses retinianas: Esses achados ajudam no design de dispositivos que imitam a função neural para melhorar a visão de pacientes com deficiências.
Um passo à frente na ciência visual
Este estudo representa um avanço significativo na neurociência visual, mostrando como o sistema visual humano equilibra a detecção de contrastes sutis com limitações na percepção de fótons. Ao explorar os limites da capacidade humana de percepção visual, ele também abre novos caminhos para a ciência e a tecnologia relacionadas à visão.
Referência
Markku Kilpeläinen et al, Primate retina trades single-photon detection for high-fidelity contrast encoding, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-48750-y.
