Nova pesquisa descobre que movimentos sutis dos olhos otimizam a visão

Nossa capacidade de ver começa com as células fotorreceptoras sensíveis à luz em nossos olhos. Uma região específica da retina, denominada fóvea, é responsável pela visão nítida. Aqui, os fotorreceptores cônicos sensíveis à cor nos permitem detectar até os menores detalhes. A densidade dessas células varia de pessoa para pessoa. Além disso, quando nos fixamos em um objeto, nossos olhos fazem movimentos sutis e contínuos, que também diferem entre os indivíduos.

Pesquisadores do Hospital Universitário de Bonn (UKB) e da Universidade de Bonn investigaram agora como a visão nítida está ligada a esses pequenos movimentos oculares e ao mosaico de cones. Usando imagens de alta resolução e micropsicofísica, eles demonstraram que os movimentos dos olhos são ajustados para fornecer uma amostragem ideal pelos cones. Os resultados do estudo já foram publicados na revista e-Vida.

Os humanos podem fixar o olhar em um objeto para vê-lo claramente graças a uma pequena região no centro da retina. Esta área, conhecida como fóvea (latim para “cova”), é composta por um mosaico compactado de células fotorreceptoras cônicas sensíveis à luz. A sua densidade atinge picos de mais de 200.000 cones por milímetro quadrado – numa área cerca de 200 vezes menor que uma moeda de um quarto de dólar. Os minúsculos cones foveais amostram a porção do espaço visual visível ao olho e enviam seus sinais ao cérebro. Isto é análogo aos pixels de um sensor de câmara com milhões de células fotossensíveis espalhadas pela sua superfície.

No entanto, há uma diferença importante. Ao contrário dos pixels de um sensor de câmera, os cones na fóvea não estão distribuídos uniformemente. Cada olho possui um padrão de densidade único em sua fóvea.

Além disso, “ao contrário de uma câmera, nossos olhos estão constante e inconscientemente em movimento”, explica o Dr. Wolf Harmening, chefe do Laboratório AOVision do Departamento de Oftalmologia do UKB e membro da Área de Pesquisa Transdisciplinar (TRA) “Vida e Saúde “na Universidade de Bonn.

Isso acontece mesmo quando olhamos fixamente para um objeto estacionário. Esses movimentos oculares de fixação transmitem detalhes espaciais finos, introduzindo sinais fotorreceptores em constante mudança, que devem ser decodificados pelo cérebro. É bem conhecido que um dos componentes dos movimentos oculares de fixação, denominado desvio, pode diferir entre indivíduos, e que movimentos oculares maiores podem prejudicar a visão. Como a deriva se relaciona com os fotorreceptores na fóvea, entretanto, e nossa capacidade de resolver detalhes finos não foram investigados até agora.

Usando imagens de alta resolução e micropsicofísica

Isto é precisamente o que a equipe de pesquisa de Harmening investigou agora usando um oftalmoscópio de luz de varredura de óptica adaptativa (AOSLO), o único desse tipo na Alemanha. Dada a precisão excepcional oferecida por este instrumento, os pesquisadores puderam examinar a relação direta entre a densidade do cone na fóvea e os menores detalhes que podemos resolver.

Ao mesmo tempo, registraram os pequenos movimentos dos olhos. Para fazer isso, mediram a acuidade visual de 16 participantes saudáveis ​​durante a execução de uma tarefa visualmente exigente. A equipe rastreou o caminho dos estímulos visuais na retina para posteriormente determinar quais células fotorreceptoras contribuíram para a visão de cada participante. Os pesquisadores – incluindo a primeira autora Jenny Witten, do Departamento de Oftalmologia do UKB, que também é Ph.D. estudante da Universidade de Bonn – usou gravações de vídeo da AOSLO para analisar como os olhos dos participantes se moviam durante uma tarefa de discriminação de letras.

Os movimentos dos olhos são ajustados com precisão à densidade do cone

O estudo revelou que os humanos são capazes de perceber detalhes mais sutis do que a densidade do cone na fóvea poderia sugerir.

“A partir disso, concluímos que o arranjo espacial dos cones foveais prevê apenas parcialmente a acuidade da resolução”, relata Harmening. Além disso, os pesquisadores descobriram que pequenos movimentos oculares influenciam a visão nítida: durante a fixação, os movimentos oculares flutuantes são precisamente alinhados para mover sistematicamente a retina sincronizada com a estrutura da fóvea.

“Os movimentos de deriva trouxeram repetidamente estímulos visuais para a região onde a densidade do cone era mais alta”, explica Witten. No geral, os resultados mostraram que, em apenas algumas centenas de milissegundos, o comportamento de deriva se ajustou às áreas da retina com maior densidade de cone, melhorando a visão nítida. A duração e a direção desses movimentos de deriva desempenharam um papel fundamental.

De acordo com Harmening e a sua equipa, estas descobertas fornecem novos conhecimentos sobre a relação fundamental entre a fisiologia ocular e a visão: “Compreender como o olho se move de forma ideal para alcançar uma visão nítida pode ajudar-nos a compreender melhor as perturbações oftalmológicas e neuropsicológicas, e a melhorar as soluções tecnológicas concebidas para imitar ou restaurar a visão humana, como implantes de retina.”