Cientistas fazem olho humano ver uma cor totalmente nova. Chama-se ‘olo’

Live Science

Os cientistas desenvolveram um método para sequestrar o olho humano, permitindo que ele veja novas cores que estão além do escopo da visão humana natural.

Com essa técnica, os pesquisadores permitiram que cinco pessoas vissem uma nova cor, apelidada de “olo”, que os participantes do estudo descreveram como um “azul-esverdeado de saturação sem precedentes”. Os pesquisadores, alguns dos quais participaram do experimento, descreveram sua técnica e a nova cor em um estudo publicado na sexta-feira (18) na revista Science Advances.

“O objetivo final é fornecer controle programável sobre cada fotorreceptor [célula sensível à luz] na retina”, principalmente para fins de pesquisa, disse o co-primeiro autor James Fong, estudante de doutorado em ciência da computação na Universidade da Califórnia, Berkeley. “Embora isso não tenha sido alcançado a esse nível, o método que apresentamos no estudo atual demonstra que muitos dos princípios-chave são possíveis na prática”, disse Fong à Live Science.

Controlar a retina nesse nível granular pode abrir novas maneiras de estudar a visão, disseram os pesquisadores. Por exemplo, os cientistas poderiam usar o sistema para replicar os efeitos de diferentes doenças oculares para entender melhor a perda de visão que elas desencadeiam. Em teoria, a técnica também poderia ser usada para simular a visão colorida em pessoas daltônicas, essencialmente compensando seus fotorreceptores ausentes ou defeituosos.

Ao usar o sistema para apresentar ao cérebro novos dados visuais e padrões de estimulação da retina, em teoria, “pode ser possível que essa pessoa [daltônica] aprenda a ver a nova dimensão da cor”, sugeriu Fong.

Viagem a Oz

Os olhos humanos contêm células sensíveis à luz, chamadas fotorreceptores, que vêm em duas formas: bastonetes e cones. Os bastonetes permitem a visão noturna, pois respondem a níveis relativamente baixos de fótons ou pacotes de radiação eletromagnética.

Os cones assumem o controle da luz brilhante e são especializados em detectar comprimentos de onda específicos da luz visível – ou seja, vermelho, verde e azul. Esses três tipos de cones são chamados respectivamente de “L”, “M” e “S”, em referência aos comprimentos de onda longos, médios e curtos do espectro visível aos quais são mais sensíveis.

Uma vez que os cones são ativados, a visão de cores depende do cérebro para interpretar os padrões de ativação desses três tipos de células na retina. Cada padrão age como um código, com códigos diferentes desbloqueando diferentes percepções de cores e intensidades de luz.

Os cones M são mais sensíveis ao verde, mas, tecnicamente, respondem a todo um espectro de cores que se sobrepõe completamente aos comprimentos de onda aos quais os cones L e S reagem. Como tal, em condições naturais, você não pode ativar os cones M sem também ativar os cones L e S. Os cientistas se perguntaram o que aconteceria se você pudesse desafiar essa regra e ativar exclusivamente os cones M.

“Originalmente, começamos este projeto especificamente para estudar a estimulação do cone M”, disse Fong. “Mas rapidamente ficou claro para nós que a tecnologia subjacente necessária seria amplamente útil para estudar a função visual em um novo nível de escala e precisão.”

Eles chamaram sua técnica de estimulação retiniana resultante de “Oz”, em homenagem aos óculos verdes que as pessoas na Cidade das Esmeraldas usam nos livros originais de “O Mágico de Oz”. A abordagem requer um mapa detalhado da retina de cada usuário. Para criar esse mapa, os pesquisadores começaram fazendo vários vídeos da retina e costurando-os para capturar a aparência do tecido.

A partir daí, os cones L, M e S foram rotulados; as localizações dessas células são únicas na retina de cada pessoa, observou Fong. Para revelar a identidade de cada cone, os pesquisadores usaram uma técnica chamada tomografia de coerência óptica óptica adaptativa (AO-OCT), que envolveu iluminar as células e medir como elas mudavam de forma; Essa resposta difere dependendo de quais comprimentos de onda um cone é sensível.

Com um mapa retiniano detalhado, a equipe executou seus experimentos. Cada participante sentou-se em frente a uma tela com um pequeno quadrado no centro, onde a estimulação de Oz se desenrolou. A estimulação teve como alvo tipos específicos de cones com luz laser de comprimento de onda visível, chamados microdoses de laser. Então, para ligar apenas os cones M, o sistema visava apenas as células com lasers.

Os cientistas também usaram uma alimentação em tempo real do olho durante o experimento, e a abordagem levou em conta o movimento sutil do olho, para garantir que os lasers atingissem seus alvos.

Revelando uma nova cor

Estimular apenas os cones M revelou o olo colorido, cujo nome se refere a coordenadas em um mapa 3D de cores – “0, 1, 0”. O “o” é zero, referenciando a falta de estimulação dos cones L e S, enquanto o “l” é um 1, indicando estimulação total dos cones M. Depois de estimular o olo isoladamente, os cientistas também conseguiram incorporar a cor em imagens e vídeos vistos pelos participantes.

Uma maneira de imaginar olo é pensar na luz de um ponteiro laser verde e depois aumentar a saturação. Em comparação com o olo, a luz laser monocromática parece “pálida”, disseram alguns dos participantes. “É muito estranho para mim imaginar como outra coisa poderia estar saturada o suficiente para que o laser comece a parecer pálido em comparação”, disse Fong.

Embora Oz já possa ultrapassar os limites da visão humana, ele tem algumas limitações em sua configuração atual.

Por exemplo, os participantes não podem olhar diretamente para a tela de Oz, observou Fong, porque os cones no centro da retina são muito pequenos, dificultando a localização da luz do laser. Por causa disso, as pessoas no estudo viram Oz com sua visão periférica, olhando para um ponto fixo ligeiramente afastado do quadrado.

Eventualmente, Oz poderia ser aplicado na fóvea – a parte central da retina que permite uma visão super nítida – mas “será um desafio significativo na prática”, disse Fong.

Outra limitação é que, atualmente, os usuários devem fixar o olhar em um ponto para usar Oz, porque os cientistas mapearam apenas uma pequena parte da retina contendo milhares de cones, como prova de conceito. Permitir que as pessoas mudem seu olhar livremente introduziria “desafios técnicos substanciais”, escreveram os autores em seu artigo. Isso porque mais retina precisaria ser mapeada e o método para administrar microdoses precisaria ser extraordinariamente preciso no rastreamento do movimento dos olhos.

Os cientistas agora estão explorando a ideia de usar Oz para estudar e tratar o daltonismo, bem como para estimular a experiência de ter um quarto tipo de célula cone. Isso ocorre naturalmente em algumas pessoas e resulta em uma habilidade rara chamada tetracromacia, que aumenta sua sensibilidade à cor. A equipe também está usando Oz para modelar várias doenças oculares.

Fora da pesquisa científica, o Oz poderia teoricamente ser usado para telas coloridas do dia a dia, como as da tela da televisão ou do telefone – mas essa aplicação parece muito improvável, disse Fong.

“Nosso método atual depende de lasers e ópticas altamente especializados que definitivamente não chegarão aos smartphones ou TVs tão cedo”, disse ele. Então, por enquanto, olo continuará sendo uma cor rara vista por poucos.