O contraste tem um impacto no reflexo optocinético, o que nos permite perceber claramente a paisagem de um trem em movimento. Os pesquisadores do LMU mostraram agora que os recursos visuais que modulam essa capacidade são codificados na retina.

Quando olhamos pela janela de um trem em movimento, nossos músculos oculares estão constantemente trabalhando, estabilizar o olhar para manter em foco a paisagem que passa. Este chamado reflexo optocinético nos permite medir a velocidade relativa da cena que passa, e assim nos ajuda a estabilizar as imagens que mudam rapidamente na retina - caso contrário, perceberíamos o que se move além da janela do carro como um borrão difuso. Os pesquisadores liderados pelo neurobiologista da LMU, Professor Hans Straka, mostraram agora experimentalmente que as características da imagem visual do ambiente desempenham um papel importante na análise e avaliação do movimento relativo. Em particular, eles descobrem que os níveis de contraste determinam a eficiência com a qual o desfile que passa é percebido por um observador em movimento. Os resultados do novo estudo aparecem no Journal of Experimental Biology .

Todos os vertebrados apresentam reflexos optocinéticos, que são responsáveis ​​por ajustar os movimentos involuntários dos músculos oculares, o que, por sua vez, nos permite estabilizar fielmente os objetos quando nos movemos. O funcionamento deste sistema optocinético depende do rápido processamento da informação visual, e na capacidade de estimar de forma realista a velocidade relativa dos objetos na cena que passa - sob níveis amplamente variados de iluminação. Para investigar como os parâmetros visuais, como padrões de imagem, as condições de iluminação e contrastes de brilho modificam essa capacidade, Straka e seus colegas se voltaram para a rã africana com garras Xenopus laevis, um sistema modelo popular no campo da neurobiologia, e usou uma câmera de vídeo de alta resolução para acompanhar os movimentos dos olhos nos girinos. Eles revelaram que, quando confrontado com um grande padrão de campo de pontos que se movem para frente e para trás, os olhos do girino executavam movimentos de maior amplitude quando o padrão consistia em pontos brancos em um fundo preto do que quando o "esquema de cores" era invertido. Em outras palavras, a polaridade do contraste teve uma influência marcante na eficiência de percepção do padrão móvel. A estrutura do próprio padrão, por outro lado, era irrelevante neste contexto.

"Em seguida, medimos a atividade do nervo óptico, que transmite o sinal visual da retina para os centros visuais do cérebro, "Diz Straka." Os resultados revelaram que a diferença na eficiência da percepção do movimento é codificada no nível da retina:pontos brancos em um fundo preto geram taxas de impulso nervoso de amplitude mais alta do que pontos pretos em fundo branco. , o cérebro não está envolvido em fazer essa distinção. Ele simplesmente pega os padrões de impulso da retina e os passa para os nervos que controlam os músculos oculares.

"Isso implica que a qualidade do movimento ambiental caracterizado por estruturas bem iluminadas contra um fundo mais escuro - e, portanto, a capacidade de rastrear objetos de interesse - é maior do que na situação inversa, onde estruturas escuras são vistas em um ambiente claro, "como explica Straka." Ficamos muito surpresos ao descobrir essa diferença. Pode ser um reflexo do fato de que os girinos passam suas vidas em um meio relativamente turvo, e se alimentar de itens que são mais brilhantes do que a água do lago. Portanto, pode ser uma adaptação ao estilo de vida deles. "

Sapos maduros, por outro lado, tendem a nadar mais perto da superfície e obter seu alimento nela ou acima dela. Portanto, a equipe da LMU agora acredita que um padrão de pontos pretos contra um fundo branco provavelmente evocará movimentos oculares maiores no Xenopus adulto. Eles agora estão empenhados em testar se a eficiência relativa de reconhecimento de padrões - mediada pela conectividade dos fotorreceptores na retina - é revertida durante a metamorfose quando o girino é transformado em sapo maduro.

"Se o sapo adulto estiver de fato melhor equipado para perceber padrões escuros contra um fundo claro, isso provaria que as eficiências relativas de diferentes modos de reconhecimento de padrões são definidas pelo modo de vida do animal, "Straka conclui.