Gilberto L Fernandes
4. SOBRE A CAPTAÇÃO DE ESTÍMULOS VISUAIS PELA RETINA HUMANA
Os seres humanos, tal como ocorre com outros primatas que têm os olhos posicionados frontalmente, são criaturas preponderantemente visuais, usando o sentido da visão para continuamente captar informações do meio ambiente a sua volta para a tomada de uma infinidade de decisões. Muitas vezes críticas, estas decisões baseadas no sentido da visão permitem ao ser humano locomover-se, comunicar-se, alimentar-se ou trabalhar, de modo confiável e coordenado.
A percepção de imagens pelo ser humano inicia-se pela captação de fótons emitidos ou refletidos pelos objetos4, por meio de células fotossensíveis presentes em nossas retinas, os cones e os bastonetes: os cones, células responsáveis pela distinção da frequência da 144
vi encontro ibérico edicic 2013: globalização, ciência, informação atas
3A interpretação de Copenhagen, uma das primeiras interpretações da mecânica quântica, teve seus conceitos
fundamentais concebidos pelo grupo de físicos liderados por Niels Bohr (1865-1962) e Werner Heisenberg (1901-1976), nos anos de 1924 a 1927. Segundo a interpretação de Copenhagen, a mecânica quântica não produz uma descrição objetiva da realidade, lidando apenas com probabilidades de observar ou medir as propriedades dos elementos quânticos, que ora podem assumir as características de partículas, ora de ondas. De acordo com esta interpretação, o ato de medição faz com que o conjunto de probabilidades sofra um colapso, assumindo um dos possíveis estados probabilísticos. Esta
característica é conhecida matematicamente como o colapso da função de onda e, o processo que determina o decaimento de um estado de superposição probabilística de estados diferentes para um estado único, é chamado de decoerência. O termo ‘interpretação de Copenhagen’, foi cunhado na década de 1950 por Heisenberg (Nota do Autor).
4Tecnicamente, a radiação eletromagnética é emitida por qualquer objeto que esteja a uma temperatura acima de zero
absoluto. Deste modo, a rigor todo objeto com temperatura absoluta acima de zero pode ser considerado uma fonte emissora de radiação eletromagnética (Nota do Autor).
radiação luminosa, ou cores, atuam principalmente em situação de intensidade luminosa normal como a diurna; os bastonetes são responsáveis pela percepção visual em situações de baixa luminosidade e também de visão periférica, mas não detectam cores. As células fotorreceptoras estão presentes em cada retina humana na proporção aproximada de 7 milhões de cones para 130 milhões de bastonetes (Kiernan, 2003, p. 364-381).
Os bastonetes podem ser até 10.000 vezes mais sensíveis que os cones à intensidade luminosa, mas para estarem totalmente ativos, em condições de baixa luminosidade, nor- malmente é necessário um período de 30 a 45 minutos para o término das reações quími- cas que os ativam completamente. Após este período conseguimos enxergar melhor no escuro, porém com pouca ou nenhuma distinção de cores. Este tipo de visão é chamada de visão escotópica (Schnapf, 1987).
A substância ativa presente nos bastonetes é uma proteína chamada rodopsina5. Expe- rimentos demonstram que uma molécula de rodopsina é capaz de ser sensibilizada e ter sua configuração alterada pela absorção de um único fóton (Kiernan, 2003, p. 364) e, por meio de uma operação de fototransdução, transmitir ao nervo ótico o sinal eletroquímico equivalente. Dito de modo diferente, em nossas interações eletromagnéticas com o ambiente, somos equipados para detectar e captar uma unidade quântica de um tipo de bóson, que sempre viaja à velocidade da luz. Apesar desta extrema sensibilidade para a captação de fótons, o processo cognitivo humano é equipado com filtros neurais que somente permitem que se forme uma percepção visual, e sua posterior conscientização e interpretação, quando a retina absorve um mínimo de cinco a nove fótons, em um período inferior a 100 ms. Acredita-se que esta característica não seja uma deficiência do sistema cognitivo humano, mas sim uma adaptação evolutiva para evitar ruído excessivo em con- dições de luminosidade muito baixa (Gibbs, 1996). Apesar de não ser o foco deste trabalho, que limita-se à análise do processo cognitivo do sentido da visão, e por este motivo não ter- se buscado referências sobre o processo de percepção dos outros sentidos, é coerente supormos que este tipo de mecanismo de filtragem cognitiva esteja presente em outros sentidos, como por exemplo a audição.
Os cones tornam-se ativos com intensidade luminosa a partir de 0,01 lux. Esta é a condi- ção mínima para a percepção de cores pelos seres humanos, sendo este tipo de visão cha- mada de fotópica. Existem três tipos de cones, com pigmentos biológicos diferentes, que identificam as três cores fundamentais, apresentando máxima absorção da luz para os comprimentos de onda de 420 nm (azul), 534 nm (verde-azulado) e 564 nm (amarelo- -esverdeado)6. Os três tipos de cones atuam em conjunto, com uma superposição de sensi- bilidade, de modo a permitir uma visão colorida de boa qualidade em todo o espectro visí- vel, atingindo a maior sensibilidade em torno de 555 nm (verde), para a qual há a absorção máxima de radiação, de 683 lumens/W. (Pelz, 1993; Kiernan, 2003, p. 370).
Simplificadamente, a anatomia da retina pode ser descrita da seguinte forma: os cones e bastonetes, um tipo específico de neurônio, conectam-se aos dendritos de uma camada de neurônios bipolares, que por sua vez conectam seus axônios aos dendritos de uma outra camada de neurônios, as células ganglionares, que convergindo seus axônios formam o nervo óptico (Kiernan, 2003, p. 370-371).
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Sobre a natureza da Informação, dado e conhecimento tema 1
5A rodopsina consiste de uma proteína, a opsina, em fraca combinação química com o retinal, um derivado da vitamina A
(KIERNAN, 2003, p. 367).
6Cada um dos três tipos de pigmentos dos cones assemelha-se à rodopsina, consistindo de retinal combinado com uma
proteína – as opsinas do cone. São conhecidas três tipos de opsinas dos cones que combinam-se com o retinal de tal modo que proporcionam a absorção máxima de luz nas cores vermelha, verde ou azul (KIERNAN, 2003, p. 370).
Uma característica interessante dos neurônios, e que nos será útil mais a frente, é o mecanismo pelo qual se conectam uns aos outros, as sinapses. Neste tipo de conexão, no qual não há contato físico, o axônio, a saída de um neurônio, envia um sinal digital cha- mado de potencial pré-sináptico, a um dos milhares de dendritos, ou entradas, de outro neurônio. As sinapses, intermediadas por uma substância neurotransmissora, induzem um sinal analógico, chamado de potencial pós-sináptico, no dendrito de outro neurônio, permi- tindo um número de possíveis combinações sinápticas virtualmente infinito (Fernandes; Lima-Marques, 2012, p. 54-55).
As imagens formadas na retina são codificadas pelas três camadas de neurônios descri- tas anteriormente (cones e bastonetes, neurônios bipolares e células ganglionares) e envia- das através do nervo óptico, na forma de impulsos eletroquímicos, ao tálamo7, um centro de organização e distribuição cerebral para onde convergem diversas vias neuronais. Situado na região mais profunda de ambos os hemisférios cerebrais, o tálamo dá início a um processamento paralelo em diversas áreas especializadas, distribuídas pelo encéfalo8, que irá resultar na construção da percepção visual (Baldo; Haddad, 2003; Fernandes; Lima- Marques, 2012)9.