Por que o olho humano tem uma configuração “errada”

Até recentemente, os cientistas achavam que a configuração do olho humano não fazia sentido: era como se as células da retina estivessem do “lado errado”, com a luz viajando através de uma massa de neurônios antes de atingir as células de detecção de luz.

Uma nova pesquisa descobriu que esta estrutura intrigante, embora pareça ineficiente à primeira vista, tem uma função de aumento de visão notável.

• A estrutura

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 bastonetes, que são muito mais sensíveis à luz do que os cones, mas que são daltônicos.

Antes de chegar aos cones e bastonetes, 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 a transmitem para o cérebro, mas até recentemente não estava claro por que essas células se encontravam na frente dos cones e bastonetes, e não atrás delas.

• Este é um quebra-cabeça de longa data, uma vez que essa mesma estrutura, de neurônios antes de detectores de luz, existe em todos os vertebrados, mostrando estabilidade evolutiva.

O papel dessas células

Pesquisadores alemães 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, cientistas do Instituto de Tecnologia de Israel construíram um modelo da retina, e mostraram que as células gliais ajudam a aumentar a clareza da visão humana.

Eles também notaram que as cores que melhor passaram pelas células gliais são o verde e vermelho, que o olho precisa mais para a visão diurna. O olho normalmente recebe muito azul e, portanto, tem menos cones sensíveis a essa cor.

A prova experimental

O resultado surpreendente da simulação precisava de uma prova experimental. Assim, colegas da Escola de Medicina Technion, do Instituto de Tecnologia de Israel, testaram como a luz atravessa as retinas de porquinhos-da-índia. Como seres humanos, esses animais são ativos durante o dia e sua estrutura de retina tem sido bem caracterizada.

• O resultado foi fácil de notar: em cada camada da retina, a luz não era espalhada uniformemente, mas concentrada em alguns pontos. Estes pontos eram continuados de camada para camada, criando assim colunas alongadas de luz, conduzida da entrada da retina até os cones na camada de detecção.

A luz foi concentrada nestas colunas até dez vezes em comparação com a intensidade média.

Ainda mais interessante foi o fato de que as cores que foram melhor guiadas pelas células gliais emparelharam muito bem com as cores dos cones. Os cones não são tão sensíveis quanto os bastonetes, de forma que a luz adicional permitiu-lhes funcionar melhor – mesmo sob níveis baixos de luz. Enquanto isso, a luz mais azul, que não foi bem capturada nas células gliais, era espalhada pelos bastonetes na sua vizinhança.

Sendo assim…

As descobertas significam que a retina foi otimizada para que os tamanhos e densidades de células gliais “se encaixem” com as cores que o olho humano é sensível. Essa otimização é tal que a visão de cores durante o dia é reforçada, enquanto a visão da noite não é prejudicada.

O efeito também funciona melhor quando a pupila é contraída em alta iluminação, aumentando ainda mais a clareza da nossa visão. [Science20]