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Escolha um objeto à sua frente – uma xícara de chá, por exemplo – e fixe seu olhar nele. Você pode pensar que está mantendo os olhos parados, mas não está: seus olhos frequentemente se movem sem que você perceba, produzindo pequenos tremores involuntários chamados microssacádios.
Na verdade, esse nervosismo é a razão pela qual você continua a ver a xícara de chá – eles introduzem variedade suficiente nos padrões de luz em seus olhos para impedir que seus neurônios visuais se adaptem completamente ao que estão olhando. Sem microssacadas, a imagem da xícara de chá logo começaria a desaparecer, da mesma forma que seu nariz pode ficar cego a um odor constante.
Os insetos não têm esse luxo porque seus olhos estão fixos firmemente em suas cabeças. Mas um novo estudo mostra que as moscas da fruta desenvolveram uma estratégia diferente para ajustar sua visão sem mover a cabeça – elas movem as retinas dentro de seus olhos.
“É super interessante que as moscas da fruta movam suas retinas porque sugere que pode haver todo um outro conjunto de recursos ainda a serem descobertos que o sistema visual usa para ajudar a coletar e processar informações”, diz Lisa Fenk, que conduziu este estudo como pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Gaby Maimon na Universidade Rockefeller e atualmente é líder de grupo no Instituto Max Planck de Inteligência Biológica.
Usando organismos aparentemente simples como a mosca da fruta, nos quais métodos avançados estão disponíveis para estudar como os circuitos cerebrais dão origem ao comportamento, o laboratório de Maimon procura entender os princípios gerais de como os cérebros produzem ações direcionadas a objetivos. Os pesquisadores dizem que suas novas descobertas, publicadas em Natureza, deve permitir muitas novas descobertas sobre a biologia dos movimentos dos olhos dos animais de forma mais geral. Essa pesquisa poderia levar a uma melhor compreensão de distúrbios cognitivos como autismo e esquizofrenia, nos quais os movimentos oculares são prejudicados.
Os pesquisadores usaram uma combinação de abordagens – anatômicas, comportamentais, eletrofisiológicas e genéticas – para obter uma compreensão mais holística do sistema visual da mosca. Primeiro, eles tiveram que determinar se as moscas da fruta têm músculos ligados às suas retinas. Em experimentos usando uma molécula fluorescente que se liga a fibras musculares, imagens microscópicas revelaram dois músculos brilhantes para cada retina, confirmando que tais músculos realmente existem e que podem mover a retina em duas dimensões. Em seguida, os pesquisadores mantiveram as cabeças das moscas firmes na frente de uma tela panorâmica de LED exibindo padrões de movimento e usaram câmeras para rastrear a posição das retinas das moscas. Eles descobriram que as retinas estavam se movendo junto com os padrões da maneira como seus olhos acompanham a bola quando você está assistindo a um jogo de tênis. “Acreditamos que a capacidade de rastrear objetos em movimento evoluiu independentemente em moscas e humanos”, diz Fenk, “levando organismos com tipos muito diferentes de olhos a ter estratégias ativas muito semelhantes”.
No entanto, as retinas das moscas não estavam apenas rastreando padrões. Eles também fizeram movimentos intencionais, trêmulos de um lado para o outro e para cima e para baixo quando os insetos estavam vendo uma cena estacionária, semelhante aos microssacádios dos vertebrados. E quando os pesquisadores mediram as respostas elétricas dos neurônios visuais em moscas, eles encontraram uma correspondência entre esses nervos da retina e a atividade neural. Isso pode significar que os movimentos oculares espontâneos impedem que os neurônios visuais se adaptem, como nos vertebrados, mas os pesquisadores também estão considerando uma opção mais intrigante: que essas pequenas mudanças, que geralmente movem a retina em apenas um grau ou menos no ângulo visual , melhore a resolução da visão de mosca. Os movimentos da retina podem, assim, ajudar a explicar como as moscas-das-frutas, que têm apenas cerca de 6.000 fotorreceptores por olho – uma ninharia em comparação com as centenas de milhões de receptores em um olho humano – ainda podem ver surpreendentemente bem.
“Talvez microssacadas retinianas que alteram o mundo da mosca em um décimo ou um quinto de um pixel os ajudem a distinguir se a mancha escura na frente deles é outra mosca ou apenas schmutz”, diz Maimon – um aumento de resolução significativo o suficiente para ajudar os animais sobreviver melhor na natureza.
Ele acrescenta que os engenheiros ópticos recentemente conseguiram aumentar a resolução das câmeras introduzindo pequenos movimentos nos sensores, um paralelo à visão dos insetos que pode ajudar a melhorar o design futuro dessas câmeras.
Além de melhorar a resolução, a equipe também descobriu um papel potencial para os movimentos da retina na percepção de profundidade. Ao fazer seus sujeitos andarem em uma engenhoca semelhante a uma esteira equipada com pequenas lacunas, os pesquisadores notaram que as moscas estavam fazendo movimentos convergentes ou vesgos na retina apenas no momento de cruzar as lacunas. Por outro lado, moscas projetadas para mover suas retinas mais lentamente tiveram mais dificuldade em escalar. Os pesquisadores suspeitam que as moscas varrem os pontos de vista de suas duas retinas como forma de avaliar a distância de uma lacuna à sua frente, por exemplo. É um truque específico que os humanos não têm – se tivéssemos, seria como se pudéssemos julgar a distância simplesmente cruzando os olhos.
As aranhas também são capazes de mover suas retinas, um fenômeno que Fenk estudou como estudante de pós-graduação e que motivou ela e Maimon a se perguntarem também sobre as moscas da fruta. “Será fascinante entender quais insetos além das moscas podem mover suas retinas e o que isso significa para sua biologia”, diz Fenk.
“Nós apenas arranhamos a superfície para entender quais funções esses movimentos da retina servem”, acrescenta Maimon. Por exemplo, Fenk e Maimon agora pretendem testar se as moscas realizam movimentos da retina quando dormem ou quando mudam sua atenção para diferentes partes do campo visual.
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