24 de janeiro de 2007
La Jolla, CA – Alguns vislumbres são suficientes para perceber um mundo visual contínuo e ricamente detalhado. Mas em vez de “instantâneos fotográficos”, as informações sobre a cor, a forma e o movimento de um objeto são separadas e enviadas através de células nervosas individuais, ou neurônios, para o centro visual no cérebro. A maneira como o cérebro recompõe a cena tem sido calorosamente debatida desde que os neurônios foram descobertos, há mais de um século.
Um novo projeto experimental permitiu que os pesquisadores do Salk Institute for Biological Studies examinassem esse processo, chamado conjunção, cronômetro na mão. Eles descobriram que as características individuais de um objeto são permanentemente unidas por um processo computacional que leva tempo, 1/100 de segundo para ser exato. Suas descobertas são relatadas na edição de 24 de janeiro do Journal of Neuroscience.
Em altas frequências de apresentação, os dois pares de cores possíveis se combinam para formar a mesma cor. Imagem cortesia do Dr. John Reynolds, Salk Institute for Biological Studies.
“A questão de como o cérebro integra diferentes sinais é fundamental para a nossa compreensão do processamento sensorial, e uma série de diferentes teorias foram avançadas”, diz John Reynolds, Ph.D., professor assistente do Laboratório de Neurobiologia de Sistemas que liderou o estudo. "Nossa descoberta de que uma quantidade de tempo muito pequena, mas consistente, é necessária para calcular uma conjunção muito simples é importante porque impõe limites muito rígidos à quantidade de tempo disponível para a operação dos mecanismos que medeiam esse cálculo."
Para medir o tempo necessário para a integração, Clara Bodelón, Ph.D., matemática do laboratório de Reynolds, projetou meticulosamente pares de imagens simples – por exemplo, um padrão de listras verticais vermelhas ou um padrão horizontal verde – que, quando apresentadas com rapidez suficiente , cancelam um ao outro e tornam-se invisíveis. (Veja a figura).
Depois de garantir os últimos oito monitores de computador do mundo que poderiam realmente apresentar os estímulos com rapidez suficiente para exceder os limites da percepção (monitores LCD mais recentes não atualizam a tela rápido o suficiente) e calibrar meticulosamente os monitores para controlar com precisão a atividade de fotorreceptores individuais no olho, os pesquisadores de Salk estavam prontos para chegar mais perto de responder a uma questão antiga e muito debatida: como os neurônios se comunicam para dar origem à nossa percepção coerente do mundo?
Em taxas de apresentação muito altas, os estímulos eram literalmente invisíveis. Mas quando Bodelón diminuiu a taxa de apresentação, os observadores humanos puderam determinar a orientação de uma imagem. Curiosamente, quando a taxa de apresentação foi reduzida ainda mais, os sujeitos do teste conseguiram distinguir a cor e a orientação, mas não conseguiram dizer qual imagem – a vertical ou a horizontal – era vermelha ou verde. Em outras palavras, o cérebro podia “ver” tanto a forma quanto a cor, mas não conseguia ver como elas se combinavam.
Somente depois de desacelerar ainda mais a apresentação dos estímulos os observadores puderam relatar com precisão a cor e a orientação de objetos individuais, indicando que calcular o significado geral de toda essa entrada visual é um processo demorado. Assim, as características do estímulo estavam disponíveis para a percepção antes de serem “ligadas”. A vinculação de recursos, entretanto, exigiu mais tempo.
“Ninguém sabia se era necessária uma etapa de computação separada para integrar atributos individuais de objetos e, em caso afirmativo, quanto tempo levaria”, explica Bodelón. “O facto de levar tempo a perceber de forma fiável a combinação de cor e orientação aponta para a existência de um mecanismo de integração distinto. Podemos agora começar a testar diferentes hipóteses sobre a natureza deste mecanismo”, acrescenta.
“A questão de como o cérebro sintetiza a informação visual é de tremenda importância do ponto de vista da ciência básica”, explica Reynolds e acrescenta que “também tem implicações práticas importantes para a compreensão e, em última análise, para o tratamento de distúrbios da percepção, como a agnosia visual, uma condição debilitante em qual o paciente não consegue 'ver' estímulos visuais complexos."
Ao medir com precisão essa computação visual fugaz, Bodelón e seus colegas deram um primeiro passo importante para entender os mecanismos que falham em pacientes que sofrem desse distúrbio.
O Salk Institute for Biological Studies em La Jolla, Califórnia, é uma organização independente sem fins lucrativos dedicada a descobertas fundamentais nas ciências da vida, à melhoria da saúde humana e ao treinamento de futuras gerações de pesquisadores. Jonas Salk, MD, cuja vacina contra a poliomielite praticamente erradicou a doença incapacitante poliomielite em 1955, abriu o Instituto em 1965 com uma doação de terras da cidade de San Diego e o apoio financeiro da March of Dimes.
Escritório de Comunicações
Tel: (858) 453-4100
press@salk.edu
