Luto pelo macaco-robô

Em outro texto do blog discutimos a questão da Ética em Pesquisa. Para se realizar uma pesquisa, tanto com humanos quanto com animais, o projeto tem que ser aprovado por um Comitê de Ética que segue normas nacionais e internacionais. Essas normas servem para garantir, dentre várias coisas, que não seja provocado algum dano e/ou maus tratos aos envolvidos. Também para que a pesquisa busque um benefício presumido. 

Isso é extremamente importante para garantir a vida e a saúde dos participantes do estudo. Num programa realizado pela BBC foi colocado um macaco-robô junto aos outros macacos (figura a seguir). O objetivo era filmar os animais e ver como eles reagiriam a esse "estranho". 

A informação do novo membro do grupo (o estranho) chega até os olhos deles, é transduzida e encaminhada ao cérebro, onde é processada. O cérebro tem que processar, elaborar e organizar essa informação de maneira lógica, dando sentido e coerência ao mundo. Então esse estranho foi percebido pelos macacos como um deles para o mundo ter coerência . Afinal, os macacos não estão acostumados a verem robôs na natureza.

 

Macacos Semnopithecus

Agora, vem a questão ética. Apesar de não ser uma "pesquisa", o vídeo mostra o porquê de se preocupar com os possíveis danos causados. Em determinado momento os macacos interagem com o macaco-robô, ele cai e para de funcionar. Os macacos entendem que ele morreu (lembrem-se, o cérebro tem que dar coerência ao mundo). O que será que acontece? Será que os macacos sofreram, ou algum dano foi causado a eles? Assistam o vídeo para entender melhor:

 

Bruno Marinho de Sousa

Mais informações:

O vídeo foi visto no site: Lolhehehe.

Ética na Pesquisa 

Aos gregos o mar era violeta, ou como a cultura constrói nossa sociedade 

Como a informação sensorial é processada
A luz e o olho
Ilusão de Ponzo

E qual é a cor do vestido?

No texto “A Luz e o Olho” abordamos como a luz de objetos e de fontes luminosas chega aos olhos, sua transformação em impulsos elétricos (pelo fenômeno de transdução) e o caminho percorrido por essa informação até chegar ao cérebro, onde é processada e interpretada. O resultado final dessa cadeia de processos é a percepção do mundo ao nosso redor.

Nem sempre essa percepção tem uma correspondência exata com a realidade física, então ocorre o que chamamos de ilusões. As ilusões são um material excelente para estudar o funcionamento do sistemaperceptual. Já tratamos de algumas ilusões nos textos “Ilusão de Ponzo”, “Ilusões de imagens híbridas”, “Ilusão de Distorção Facial”, “Da minha janela eu vejo... uma grande de Hermann”. Além disso, cabe destacar que a percepção pode variar em função da cultura e entre os indivíduos dessa mesma cultura (como você e eu), o que foi apresentado no texto “Aos gregos o mar era violeta”.

Um exemplo interessante  de ilusão ganhou a internet nesses últimos dias. Uma postagem no site Buzz Feed com o título “What Colors Are This Dress?” (em tradução livre, “quais as cores desse vestido?”) provocou grande reação na mídia, sendo que a postagem até esse momento tem quase 37 milhões de visualizações!

Figura 1. A imagem do vestido que ganhou a internet. Ao final desse texto está uma imagem do vestido com suas cores originais. Fonte: Buzz Feed

Ao ver a imagem, algumas pessoas relatam que ele é azul e preto (meu caso) e outras que ele é branco e dourado (caso do Leonardo e do Rui, também autores do blog). A discussão em torno das cores reais do vestido tem gerado muita polêmica e reações acaloradas, incluindo alguns artistas e atletas dando opiniões (confira alguns atletas aqui e alguns artistas aqui).

Qual a explicação dessa incongruência de percepções?

Figura 2. A cor percebida do vestido pode ser modulada pelo contexto (fundo) no qual ele está inserido. Você acha que o vestido à esquerda é da mesma cor do vestido à direita? Essa imagem apresenta o original (centro) e variações à esquerda (para parecer branco-doutorado) e à direita (para parecer azul-preto). Fonte: Wired

Obviamente, para responder a essa pergunta devemos conhecer um pouco sobre a percepção de cores. É comum nos perguntamos se a cor que eu vejo é a mesma que outra pessoa vê. Essas imagens do vestido ajudam a colocar mais lenha na fogueira. Mas o que é a cor? Segundo Schiffman (2005):

“As sensações cromáticas são efeitos totalmente subjetivos produzidos pela luz refletida de certos comprimentos de onda do espectro visível sobre o sistema nervoso” (p. 85).

Ou seja, a visão de cores depende de como nosso cérebro irá interpretá-las.

Um dos fenômenos envolvidos na percepção de cores é a constância de cor. Nesse fenômeno, a cor de um objeto se mantém constante, apesar de mudanças sutis que possam ocorrer em sua luminância – luz refletida por ele. E um dos fatores que afetam a constância de cor é o efeito de fundo. Esse efeito é uma compensação das mudanças de iluminação dos objetos. Um exemplo simples, se você olha para uma camiseta vermelha iluminada pelo sol ao ar livre e pela lâmpada fluorescente de dentro de sua casa, não percebe diferenças no “vermelho”, apesar de existirem mudanças. Não percebemos isso porque toda a cena visual (fundo) mudou.

No caso do vestido se dá o mesmo: o fundo da imagem (contexto) modula a percepção da cor do vestido conforme realizamos uma compensação entre a luminosidade contextual e a cor do vestido. A divergência na percepção das cores (azul-preto ou branco-dourado) ocorre porque esse processo de compensação varia de pessoa para pessoa, fruto da história individual. Então, provavelmente as pessoas que enxergam o vestido branco e dourado interpretam a iluminação do ambiente como, por exemplo, vinda de uma lâmpada fluorescente (tom azulado) e assim realizam uma compensação ("extraem" o azul o vestido). Por outro lado, as pessoas que enxergam o vestido azul e preto (suas cores reais¹) interpretam a iluminação do ambiente como mais próxima do amarelo e, assim, o efeito de compensação é minimizado. Ou seja, você está compensando a cor do fundo e sua relação com a cor do vestido. 

Duvida do que explicamos? Basta olhar o GIF abaixo e talvez você já perceba o vestido nas duas cores antes citadas:

Figura 3. Agora consegue ver o vestido nas cores branco-dourado e azul-preto? Fonte: Wired

E para você, quais são as cores do vestido?

Figura 4. Qual a cor do vestido? Fonte: Como eu me sinto quando

Esperamos que o texto tenha deixado claro que as pessoas que enxergam o vestido dourado e branco (como dois de nosso autores) não têm problemas de percepção de cores, nem possui daltonismo. Inclusive, o daltonismo será tema de um próximo texto. Esse fenômeno da cor do vestido é resultado de um processo normal do funcionamento do nosso sistema visual, que precisa interpretar os sinais ambíguos do ambiente. Essa interpretação varia entre as pessoas em função de sua história de vida e nos mostra que a realidade que percebemos não reflete, necessariamente, a realidade física.

Gostou dessa ilusão? Leia também sobre a ilusão da cor do tênis: A ilusão da cor do tênis

Bruno Marinho de Sousa, 
com a colaboração de Leonardo Gomes Bernardino 

Para saber mais:

Schiffman, H. R. Sensação e Percepção. Rio de Janeiro: LTC, 2005.

Wired: The Science of Why No One Agress on the Color of This Dress


¹O vestido é preto e azul, como na foto abaixo. Não acredita? Então clique aqui e/ou nessa reportagem da CNN. 

Figura 5. A cor real do vestido. Segundo os fabricantes ele não está disponível na cor branco-dourado. Fonte: Just Jared

 

Ilusão de Ponzo

Em 1913 um psicólogo italiano chamado Mario Ponzo (1882 -1960) apresentou uma ilusão geométrica simples. Essa ilusão recebeu o seu nome: ilusão de Ponzo. Se você olhar a Figura 1, verá que as linhas amarelas parecem ter tamanhos diferentes, mas com um olhar mais atento perceberá que elas possuem o mesmo tamanho.

Figura 1. Ilusão de Ponzo. As duas linhas amarelas possuem o mesmo tamanho. Dúvida? Então pegue uma régua e meça as duas linhas... Fonte: Wikipedia

Dê mais uma olhada na ilusão. Ela parece forte, não é? Mesmo você sabendo que as duas linhas paralelas têm o mesmo tamanho, fica difícil acreditar nisso.

Qual a chave dessa ilusão?

As linhas verticais convergentes indicam distância por meio da perspectiva (as linhas convergem no horizonte). Elas fazem parte do que chamamos de indícios pictóricos de profundidade, que fornecem informação de distância ao observador numa imagem, como as linhas convergentes do trilho na Figura 1.

A chave da ilusão de Ponzo é que as linhas oblíquas convergentes indicam distância na imagem, como se elas convergissem no horizonte. Então, ao se colocar duas linhas paralelas de mesmo tamanho a de cima parecerá estar mais distante e dessa forma será percebida como maior.

Figura 2. Animação mostrando que as duas linhas possuem o mesmo tamanho na Ilusão de Ponzo. Fonte: Wikipedia

Estamos acostumados a observar imagens em superfícies bidimensionais, como fotografias, filmes, tela de computador e etc. e percebermos profundidade nessas imagens. Pensando na ilusão de Ponzo, será que se você vivesse em outro contexto cultural e geográfico a ilusão teria a mesma força?

Leibowitz e colaboradores testaram isso. Eles variaram as pistas de perspectiva na ilusão de Ponzo e as apresentaram para estudantes da Pensilvânia (uma grande cidade dos EUA) e Guam (uma pequena ilha do Pacífico que pertence aos EUA). A diferença entre os dois grupos é que Guam fica num território mais plano e pequeno, então, esse grupo poderia ter um desempenho diferente por conviver com menos influência dos indícios de profundidade (naturais e artificiais). O resultado foi interessante: a ilusão foi maior no grupo da Pensilvânia. Esse e outros estudos¹ apontam que as experiências prévias com pistas de profundidade influenciam a força da ilusão (leia mais em outro texto do nosso blog aqui).

Figura 3. Outros modelos de ilusão de Ponzo. Fonte: da esquerda para a direita - Retina Anatomy; Brisray e Richard Gregory.

Como vocês devem ter notado, as ilusões (como a de Ponzo, grade de Hermann e imagens híbridas) são um excelente material para se estudar como funciona nosso sistema sensório-perceptual. Nossa representação mental do mundo parece um retrato fiel do mundo físico. Mas quando há alguma ilusão nos damos conta que esse retrato não é tão fiel quanto imaginamos. Por meio das ilusões podemos inferir como as pistas sensoriais são processadas pelo cérebro para criar a nossa representação do mundo externo e como nós interagimos com ele.

Quer baixar o texto? Clique aqui.

Bruno Marinho de Sousa

Leia mais:

¹Diferenças culturais e ilusões: Segall, M. H., Campbell, D. T., & Herskovits, M. J. (1963). Cultural differences in the perception of geometric illusions. Science, 139 (3556), 769-771.

Leibowitz, H., Brislin, R., Perlmutrer, L., & Hennessy, R. (1969). Ponzo perspective illusion as a manifestation of space perception. Science,166 (3909), 1174-1176.

Schiffman, H. R. (2005). Sensação e Percepção, LHC: Rio de Janeiro, RJ.

 

Além dos limites do corpo

Você deve ter visto o filme Avatar, ou pelo menos ouviu falar dele por causa de seus efeitos 3D. No filme um soldado paraplégico entra num equipamento que permite que ele controle um avatar  (aqui e aqui) e interaja com o ambiente, tendo sensações e percepções do local. Outro exemplo do cinema, mas com uma roupagem diferente é a história do policial Alex Murphy que foi morto e ressuscitado como o ciborgue Robocop...

Figura 1. Pôster e cenas do filme Robocop(1987). Nesse filme um ciborgue (humano que possui partes mecânicas) é um policial que vive um conflito entre o seu lado máquina e as memórias humanas.  Fontes (respectivametnte): MoviePoster e ResistênciaNerd.

Esses filmes ainda são uma fantasia, mas o trabalho de Miguel Nicolelis e colaboradores publicado na Science TranslationalMedicine deu um passo nessa direção. Nicolelis faz parte de um projeto internacional chamado Walk Again Project (Projeto Andar de Novo). O objetivo principal desse projeto é criar a primeira interface cérebro máquina – ICM (do inglês, Brain-Machine Interface – IBM) capaz de restaurar a mobilidade em pessoas que possuem graus severos de paralisia. A ICM é um sistema híbrido que conecta o cérebro a máquinas. No caso do projeto, o objetivo é restaurar funções sensórias e motoras das pessoas com paralisias.

Figura 2. Um dos objetos e metas do Projeto Walk Again é fazer um adolescente com paralisia da cintura para baixo dar o chute inicial da Copa do Mundo de 2014. A imagem é uma simulação desse chute. Fonte: The Washington Post

A ICM em geral é investigada de forma unilateral – apenas um membro por vez (por exemplo, um braço). Ainda não era possível usar ICM com a capacidade de se movimentar com mais de um membro por vez. Quer dizer, não tinham.

Entretanto, a equipe de Nicolelis testou uma ICM com dois braços movimentando simultaneamente. O objetivo foi investigar as principais diferenças corticais para o controle dos movimentos dos braços durante uma tarefa com avatar e se seria possível para a ICM prever o comportamento quando houvesse restrição de movimentos. Essa pesquisa faz parte do Projeto Walk Again.

Para isso os cientistas colocaram microeletrodos para captar a atividade de cerca de 500 neurônios simultaneamente em macacos rhesus (é a primeira vez que cientistas conseguem isso). Esses microeletrodos foram colocados em áreas motoras nos dois hemisférios cerebrais. Com isso seria possível verificar se essa quantidade de neurônios é suficiente para controlar a ICM com dois braços. E um algoritmo decodificou essa informação neural em linguagem computacional.

A tarefa foi realizada com a apresentação de um avatar em primeira pessoa num monitor em frente ao macaco (ver vídeos). O macaco via apenas os braços do avatar, imitando o que seria a sua visão real dos braços. Também havia um joystick em frente ao animal. Esse modelo de tarefa é eficaz e faz com o que os macacos se engajem na tarefa.

O experimento era realizado da seguinte maneira: primeiro eram apresentados dois quadrados e o macaco tinha que colocar seus braços virtuais sobre eles por um tempo. Isso seria o controle inicial do movimento. Após isso os quadrados desapareciam e eram apresentados dois círculos em diferentes posições do campo visual. Então o macaco tinha que colocar suas mãos sobre esses círculos-alvo por um determinado tempo. Você pode se perguntar: por que os macacos fariam uma tarefa dessas? Eles faziam porque ganhavam uma dose de suco. E segundo Nicolelis, os macacos adoram suco, especialmente o de laranja do Brasil. 

Vídeo 1. Exemplo da tarefa realizada por um dos macacos e seu avatar. Nessa condição houve o uso do joystick.

A tarefa podia ser realizada com a) o controle cerebral e movimento dos dois braços, b) controle cerebral e sem movimento dos braços e c) com um membro (com somente um braço do avatar). Quando era permitido o controle das mãos, os macacos usavam o joystick. E é importante destacar que um dos macacos não utilizou o joystick nenhuma vez. Lembram-se do Projeto Walk Again? Os pesquisadores limitaram o uso do joystick para que o macaco aprendesse a tarefa apenas com o pensamento. Isso permite simular o aprendizado de uma pessoa com paralisia severa. O outro macaco também realizou a tarefa sem o uso dos braços, mas depois de usar os braços. 

Figura 3. Representação virtual de como seria o avatar de um macaco tocando objetos. Fonte: Laboratório de Miguel Nicolelis

Uma observação muito importante. Os braços dos macacos foram imobilizados de uma forma que o animal ficasse numa posição natural e aparentemente confortável. Os procedimentos da pesquisa, como a imobilização dos macacos e implementação dos microeletrodos, foram aprovados pela Duke University Institutional AnimalCare and Use Committee de acordo com National Institutes of Health Guide for the Care and Use of Laboratory Animals (em pdf), dos Estados Unidos da América.

A quantidade de neurônios permitiu que os macacos controlassem os movimentos dos dois braços do avatar. O algoritmo foi capaz de prever a intenção do macaco em mover os braços a partir do padrão de atividade cerebral. Os resultados apontaram que os macacos aprenderam a utilizar a ICM. Conforme o desempenho na tarefa com os dois braços virtuais melhorava, havia uma difusão da plasticidade de áreas corticais do cérebro. Em outras palavras, parece que o cérebro dos macacos incorporou os braços do avatar às suas imagens corporais! E os macacos compreenderam que não era necessário o joystick para mover os braços, apenas pensar no movimento.

Vídeo 2. Exemplo da tarefa realizada por um dos macacos e seu avatar. Nessa condição não houve o uso do joystick, o macaco moveu o avatar apenas com o pensamento.

Essa tarefa de observação passiva (com os braços imobilizados) mostrou que é possível realizar a tarefa por meio da modulação cortical. Os registros corticais mostraram que as atividades corticais dos macacos são diferentes quando realizam a tarefa com um ou dois braços. Ainda, houve uma reorganização da representação cortical do avatar para a tarefa em que os macacos não podiam usar os braços. E os dois braços possuem uma representação própria, não sendo a soma direta das representações de cada braço.

Agora outras questões que ficam: como funcionaria a sensação e percepção de pessoas que utilizam neuropróteses como a proposta pelo Projeto Walk Again? A percepção corporal com a prótese seria semelhante a do corpo? Indo mais longe, imagine que num futuro próximo seja possível inserir próteses mecânicas no nosso corpo e que elas sejam controladas mentalmente no lugar de membros amputados. Como seria a percepção dessas próteses? Elas seriam incorporadas ao mapa topográfico do corpo? Ou elas seriam percebidas como uma extensão externa, como quando usamos um bastão, bengala ou óculos? Até podemos por um momento esquecer que são objetos externos, mas quando nos damos conta, lembramos que eles não fazem parte do nosso corpo.

Figura 4. Na ficção o Homem de Ferro criou um mecanismo que o mantém vivo e ainda um exoesqueleto que o torna extremamente forte, o protege e permite que ele voa (figura à esquerda e central). E como seria a vida de um “ciborgue”(à direita)?. Fontes (respectivamente): Fanpop, Maxon e NatalNeuro.

Com o passar do tempo as pessoas que perderam membros do corpo tem seu mapa sensorial e motor alterado, com as regiões vizinhas invadindo as regiões do membro ausente. Como isso ficaria em pessoas que não andam, ou perderam membros do corpo há muitos anos? Essas regiões absorvidas voltariam a “crescer”?

Figura 5. O poder do pensamento será capaz de controlar máquinas? Adaptado da sugestão de capa para a revista feita por  Miguel Nicolelis e colaboradores. Fonte: Miguel Nicolelis

Bem, são respostas que só a ciência poderá nos fornecer. As pesquisas psicofísicas e de percepção poderão ter um novo impulso ao se estudar essa população. Mas isso caberá ao futuro...

Quer baixar o texto? Clique aqui.

Bruno Marinho de Sousa

Leia mais em:

P. J. Ifft, S. Shokur, Z. Li, M. A. Lebedev, M. A. L. Nicolelis, A Brain-Machine Interface Enables Bimanual Arm Movements in Monkeys. Sci. Transl. Med. 6 November 2013 5, 210ra154 DOI: 10.1126/scitranslmed.3006159 

Caso queira ler o artigo, entre na página do Instituto Internacional de Neurociências de Natal Edmond e Lily Safra (link http://www.natalneuro.org.br)

 

Ambliopia

Quando era criança notei algo estranho na minha visão. Quando eu fechava o olho esquerdo e observava o mundo ao redor, parecia nítido. Quando fechava o olho direito não era a mesma coisa, o mundo ficava mais embaçado. Era mais difícil de distinguir os detalhes com meu olho esquerdo. Isso me intrigou, perguntei para um amigo se os olhos dele também eram assim. Ele disse que era um pouco. Mas como eu era criança achei que estava tudo certo, era assim mesmo, um olho bom e um ruim...

Cheguei a ir num oftalmologista nessa época e deveria ter voltado no ano seguinte. Na faculdade a visão ficou pior, passei a não enxergar bem as letras no quadro e sentir muitas dores de cabeça ao ler por um tempo prolongado. Então marquei uma consulta no oftalmologista. Ao terminar os exames descobri que tinha “perdido” 30% da acuidade do olho esquerdo. E foi então que pela primeira vez ouvi falar em ambliopia.

Figura 1. Diferença simulada entre os olhos para um caso de ambliopia. À esquerda a imagem formada pelo olho amblíope e à direita a imagem do olho bom. Durante a fusão das imagens pelos dois olhos há uma compensação da imagem borrada pelo olho bom. Imagem adaptada de: Insight Optometrists 

A ambliopia* é a redução da acuidade visual, que não é decorrente de alterações físicas ou orgânicas no olho, mas sim pela falta de estimulação no período crítico de desenvolvimento do sistema visual. Ela acomete de 1 a 5% da população e não é corrigida com óculos, pois o déficit visual está na região do cérebro que recebe a informação do olho amblíope. No período crítico o cérebro possui uma alta sensibilidade para adquirir sinais instrutivos e adaptativos do ambiente externo. Então se a região cerebral não for estimulada de forma apropriada pode-se desenvolver a ambliopia. Dessa forma, haverá um favorecimento do processamento da informação visual do olho sem ambliopia.

Algumas causas da ambliopia podem ser:

• desequilíbrio funcional entre os dois olhos devido à anisometropia (erro refrativo entre os olhos);
• estrabismo (os olhos possuem um alinhamento anormal entre si) e
• catarata congênita (opacificação do cristalino, que obstrui a passagem de luz no olho). 

Tratamento

A ambliopia deve ser diagnosticada e o seu tratamento deve ser prescrito e acompanhado por um médico. O médico especialista para isso é o oftalmologista.

Há documentos que indicam que um tratamento para ambliopia já era realizado desde 900 a.C. pelos mesopotâmicos. Esse tratamento é utilizado até hoje e se vale do uso de um tampão (oclusão) no olho bom. Dessa forma, a pessoa terá que usar o olho amblíope (ruim), estimulando as conexões dele com o cérebro. Esse procedimento pode melhorar a acuidade visual por meio de neuroplasticidade (uma espécie de remapeamento cerebral. 

Figura 2. Esquema de como pode ser colocado o tampão no olho não prejudicado para tratamento de ambliopia. Fonte: imagem à esquerda: Glasses Complete

Quanto menor a idade da criança, maior o ganho de acuidade visual durante o tratamento. Pesquisas mostram que crianças de 4 a 7 anos obtêm mais ganhos na acuidade visual que crianças que fizeram o tratamento entre os 7 a 12 anos.

E a adesão ao tratamento prescrito pelo médico influencia bastante as melhorias. O tampão deve ficar várias horas por dia e por vários meses no olho bom. Ele é incômodo e pode gerar mal estar para a criança na escola, pois o tampão pode ser motivo de piadinhas entre os colegas. Isso deve ser bem trabalhado com a criança, pois se ela não seguir o tratamento indicado, as melhorias podem ser inferiores àquelas esperadas.

É possível prevenir ambliopia?

Aparentemente não. Alguns pesquisadores apontam que há uma discussão sobre exatamente o que define a ambliopia (em relação à perda de acuidade visual) e também sobre a sua etiologia. Então, a melhor forma de evitá-la é com o diagnostico e tratamento precoce.

E os adultos, podem ser tratados?

O tratamento em adultos ainda está no começo. Estudos com animais e ensaios clínicos apresentam melhorias em adultos, mostrando que é possível melhorar a acuidade pela plasticidade cerebral.

Estudos recentes apontam que técnicas de Aprendizagem Perceptual podem mudar a habilidade e a capacidade perceptual de qualquer modalidade sensorial (como a visão, audição e etc.). Isso é feito por meio de exercícios com diferentes estimulações, por exemplo, detecção de contraste, acuidade de Vernier e etc. Essas técnicas podem funcionar porque exigem dos participantes discriminações visuais sutis, usando o olho amblíope sob condições de estimulações ativas do sistema visual (leia mais aqui).

Figura 3: Exemplo de estimulação visual ativa. Estímulos diferentes são apresentados aos olhos numa tarefa de aprendizado perceptivo. Fonte: Frontiers in Cellular Neuroscience

Os estudos citados anteriormente utilizam a estimulação monocular para se tratar a ambliopia. Entretanto, outros estudos, como os dos pesquisadores Zhou, Thompson e Hess - publicado em 2013 na revista Nature, apontam que é possível tratar a ambliopia com a estimulação dos dois olhos. A técnica se vale da função binocular: trabalhando os dois olhos ao mesmo tempo e usando um tampão translúcido no olho amblíope. O tampão utilizado permitia que a luz entrasse, mas não era possível perceber padrões visuais. Essa técnica é interessante, pois favorece o uso dos dois olhos assim como vemos o mundo, criando uma dificuldade maior no olho amblíope.

Já num estudo brasileiro conduzido por Procianoy e colaboradores (2004) foi utilizado o fármaco levodopa (um precursor da dopamina – link: pt.wikipedia.org/wiki/Dopamina) associada à oclusão do olho amblíope. Isso foi feito em pessoas com ambliopia com idade entre 7 e 40 anos. Houve uma melhoria média na acuidade visual de 37,5% nas pessoas que seguiram o tratamento!!

Como se observa, há alguns tratamentos que podem ser eficazes para a ambliopia. Porém, eles ainda não são utilizados na clínica por se tratarem de estudos experimentais, sem uma padronização de qual funcionaria melhor.

Então, a melhor forma de se “tratar” a ambliopia ainda é o diagnóstico precoce. Se você tem filhos, se trabalha com crianças e elas apresentam alguma dificuldade de enxergar com um dos olhos (ou os dois), encaminhe para o oftalmologista.

Quer baixar o texto? Clique aqui.

*Ambliopia às vezes pode ser referida como olho preguiçoso (do inglês, lazy eye).

                                                                                                Bruno Marinho de Sousa

Aprenda mais:

Leia mais em: Resultados do tratamento da ambliopia com levodopa combinada à oclusão

  

Em inglês: Lazy Eye 

Sexto sentido: Além dos sentidos básicos

Até hoje aprendemos que temos 5 sentidos, apesar de outras sensações estarem próximas entrar na lista (dor, propriocepção, etc.). Leia mais aqui.

Mas já imaginou poder se localizar no ambiente por uma espécie de sonar como os morcegos fazem? Não conseguimos fazer isso porque nossos órgãos sensoriais são específicos e possuem limites para captação e transformação da energia ambiental (leia mais nestes textos sobre luz e olho e neste sobre cultura e percepção). Isso também se aplica a outros mamíferos. Por exemplo, nós e ratos não enxergamos a luz infravermelha (Figura 1).

Figura 1. Esquema do espectro visível ao olho humano. A luz infravermelha fica além do espectro da luz vermelha, por isso possui esse nome. Clique na imagem para ampliar. Fonte: blogpercetpo.

Apesar de não vê-la, você mantêm contato com a luz infravermelha todos os dias, por exemplo, ao acionar um controle remoto. Você clica num botão para mudar o canal da televisão e uma onda sai do seu controle e chega até a TV. Entretanto, você não vê nada desse caminho da luz!

Mas como seria se pudéssemos ver coisas que nossos órgãos dos sentidos não estão preparados para captar? Como nosso cérebro interpretaria essa informação? Poderíamos ampliar a capacidade de um sentido utilizando as áreas corticais de outro (como os cegos fazem)? Na figura abaixo temos um exemplo da ficção para isso.

Figura 2. Demolidor, personagem da Marvel Comics. Demolidor ficou cego na adolescência ao entrar em contato com lixo tóxico. Após o acidente seus outros sentidos ficaram desenvolvidos além da capacidade humana. Como você poderá ler no texto, talvez isso agora não esteja tão mais distante... Fonte da imagem: MoviesMedia.

No texto sobre como o tato pode enganar o paladar apresentamos uma pesquisa simples que mostra como misturar os sentidos durante uma tarefa atrapalha nosso julgamento sobre a comida.

Agora outra pesquisa fez algo inusitado e inovador ao adicionar estímulos que não são processados naturalmente por um animal. Pesquisadores fizeram algumas ratinhas perceberem a luz infravermelha – aquela que nem nós e nem os ratos enxergam! Essa pesquisa foi realizada por Miguel Nicolelis (Figura 3) e sua equipe. Ele é um pesquisador brasileiro da Universidade de Duke e fundador e diretor científico Instituto Internacional de Neurociências deNatal Edmond e Lily Safra (IINN-ELS).

Figura 3. Miguel Nicolelis, pesquisador brasileiro. Mais informações no site de seu laboratório na Universidadede Duke e no Instituto Internacional de Neurociências de Natal Edmond e Lily Safra (IINN-ELS). Fonte da foto: Beyond Boundaries.

Antes de explicar a pesquisa, você deve saber que as pesquisas com animais, geralmente, começam com o aprendizado de alguma tarefa. Para “incentivar” os animais a realizarem essa tarefa, eles podem, por exemplo, sofrer privação por algum tempo de água e/ou comida. Então, os pesquisadores elaboram algum problema que os animais devem resolver para ganhar a água e/ou a comida. Isso permite que os pesquisadores entendam o comportamento de aprendizagem do animal antes e depois da manipulação de variáveis que lhes interessam.

Os animais da pesquisa de Nicolelis ganhavam água pelo comportamento adequado na tarefa. Seis ratas (Figura 4) foram treinadas numa tarefa de discriminação visual: colocar o focinho na porta em que uma luz comum de LED se acendia. Esses animais recebiam água toda vez que colocavam o focinho na porta que a luz acendeu (Figura 5a).

Figura 4. Rato da raça Long Evans, a mesma utilizada na pesquisa. Fonte da imagem: Hilltop Lab Animals.

Quando a taxa de acerto foi superior a 70% os animais foram para uma nova etapa. Nesta segunda etapa os pesquisadores fixaram uma espécie de capacete na cabeça das ratas. Nesse capacete havia um sensor de infravermelho. Esse sensor funcionava como um órgão do sentido. Ele captava a luz infravermelha e a transformava em corrente elétrica.

Esse sensor foi conectado por microeletrodos a uma região específica do cérebro das ratas, S1, se transformando numa neuroprótese. A região S1 é responsável pelo tato nas vibrissas (bigodinho) do animal. Os ratos usam essas vibrissas para detectar a informação do ambiente (Figura 5b).

Essa neuroprótese permitia que as ratas percebessem os níveis de luz infravermelha como estimulação elétrica em S1. E essa estimulação aumentava perto da fonte de infravermelha.

Figura 5. À esquerda (a): um esquema da ratinha com seu capacete (neroprótese) com sensor infravermelho. O círculo rosa representa a luz infravermelha acesa estimulando o sensor e esse enviando informação à área S1 no cérebro do animal. À direita (b): representação da vibrissa de um rato e a área S1 (círculo vermelho) indicada em seu cérebro. Clique na figura para ampliar. Fonte (a): artigo dos autores na Nature  Fonte (b): Science Direct. 

  

Após o implante da neuroprótese os animais foram treinados numa tarefa idêntica à primeira. Mas agora receberiam água apenas se enfiassem o focinho na porta em que se acendesse a luz infravermelha (Figura 5a). Antes de continuarmos, lembrem-se, os ratos não enxergam a luz infravermelha. Mas não é que as ratas perceberam o infravermelho nessa nova etapa!! O equipamento estava captando a luz infravermelha, transformando em corrente elétrica e enviando para o cérebro. E o cérebro dos animais conseguiu interpretar essa nova informação como uma estimulação ambiental! A taxa de acerto subiu com o passar dos dias e ultrapassou os 70%.

Vídeo 1. Uma ratinha durante a tarefa. 

Fonte: New Scientist e no nosso canal do Youtube.

Como já dissemos em outros textos, os pesquisadores são muito espertos. As ratas talvez pudessem não responder ao equipamento conforme eles interpretaram, mas sim a outro evento do ambiente. Para tirar essa dúvida usaram a boa e velha PSICOFÍSICA para manipular outras variáveis e observar o comportamento decorrente disso. Notem que a psicofísica não é apenas algo velho com valor histórico. Pesquisas de ponta a utilizam até hoje!

Nesses testes psicofísicos os pesquisadores aumentaram a dificuldade na tarefa (mudando o ângulo das portas). Também deixaram essas portas mais juntas, o que dificultaria a identificação de qual porta teve a luz infravermelha acesa.

Miguel e sua equipe também pensaram que as ratas poderiam não ser sensíveis a intensidade da luz infravermelha e estariam funcionando num esquema de tudo-ou-nada (não percebiam ou percebiam). Então, alguns animais receberam input da neuroprótese apenas do tipo tudo-ou-nada sobre a luz infravermelha. Outros animais receberam inputs de intensidade gradativa. Também deixaram dois animais sem estimulação, apenas com a neuroprótese inativa (afinal, tem que se saber se apenas usá-la não alterava o comportamento também).

Bem, o que esses testes apontaram? Que as ratas realmente perceberam a luz infravermelha, pois o comportamento variava com a manipulação das variáveis. Também, que a percepção da intensidade da luz infravermelha era importante para elas, uma vez que influenciou a latência de seu comportamento (tempo entre apresentação da luz e a resposta do animal).

Exames posteriores mostraram que os neurônios de S1 (Figura 5b) mantiveram habilidade para responder ao comportamento de mexer as vibrissas (bigodinhos). Esses neurônios estavam fazendo duas representações corticais, uma para o tato e outra para a luz. E essas representações ficaram sobrepostas, criando uma nova região de processamento sensorial bimodal (processando dois sentidos)!

E o reflexo comportamental dessa sensação bimodal foi marcante no começo da segunda etapa. Como a neuroprótese se conectava à mesma região que representa o bigode no cérebro, as ratas não sabiam como interpretar essa estimulação. Então elas realizavam comportamento de passar as patas no bigode, como se houvesse uma estimulação chegando ali e não do sensor ligado no cérebro.

Essa pesquisa traz possibilidades enormes para nossa percepção e nossos órgãos dos sentidos. Já faz algum tempo que alguns pesquisadores tentaram criar uma retina eletrônica, mas a qualidade da imagem é ruim. O que Nicolelis e colaboradores fizeram vai além. Como eles apontam, essa foi a primeira vez que um ser vivo foi capaz de ultrapassar as limitações sensoriais de seu corpo e perceber estímulos aos quais não estão equipados para perceberem. Ainda, pode ser possível ampliar a capacidade sensorial dos sentidos que já utilizamos (igual ao Demolidor da ficção – Figura 1).

Infelizmente as ratas não são capazes de dizer o que sentiram ao perceber a luz infravermelha. Então ainda não sabemos o que essa nova percepção faz sobre nossa consciência do mundo.

A pesquisa de Nicolelis e seus colaboradores criam grandes possibilidades de uso de seus resultados. Para o estudo da percepção ela pode ter aberto um ramo totalmente novo: a percepção bimodal. Qual estímulo prevalecerá para ser processado pela área primária do cérebro? O estímulo que essa área está equipada para processar ou o novo/adaptado?

Imagine, por exemplo, o caso de pessoas cegas. Em vez da retina eletrônica, elas poderiam receber uma neuroprótese para perceber o calor do corpo de outras pessoas e do ambiente ao redor. Assim poderiam perceber se as superfícies distantes são frias ou quentes, e elas poderiam machucá-los (Figura 6). Até mesmo poderiam ter noção do que está ao seu redor pela forma do mapa de calor que perceberiam.

Figura 6. Uma rua fotografada por uma câmera infravermelha. Será que seria assim que as pessoas cegas com uma neuroprótese para perceber infravermelho ligado ao cérebro perceberiam a rua? Fonte: Abordagem Policial.

Na mistura de sensações naturais um sentido se sobrepõe ao outro e altera nossa percepção sobre o alimento. Mas uma pessoa com uma neuroprótese, como a das ratas, entenderia que está recebendo informações de uma nova forma de estímulo que nunca processou? Ou apenas interpretaria esse estímulo como algo do ambiente sem base uma base real, como uma alucinação? A resposta sobre a consciência da percepção bimodal é incerta. Apenas novas pesquisas responderão a essas perguntas.

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Bruno Marinho de Sousa

Se quiser aprender mais:

Thomson, E.E.; Carra, R. & Nicolelis, M.A.L. (2013). Perceiving Invisible Light through a Somatosensory Cortical Prosthesis, Nature Communications, 4:1482, acesse aqui.