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Por que vemos ilusões de ótica?

O sistema visual humano é uma coisa notavelmente complicada, embora, apesar de - ou talvez por causa de - sua complexidade, seja capaz de cometer alguns erros bastante importantes. Essa falibilidade é divertidamente exposta por ilusões de ótica, que geralmente são muito simples em design, mas completamente enganosas para nossos cérebros, fazendo com que vejamos coisas que não estão lá. De acordo com um novo estudo do Journal of Neuroscience , isso ocorre porque as vias neurais que alimentam o córtex visual ficam amarradas em nós, criando loops de "feedback" que complementam os estímulos externos vistos pelos olhos.

O aparato visual do ser humano é semelhante a uma câmera (embora na realidade seja o contrário!): A luz atinge os olhos e entra pela pupila até atingir a retina , onde a informação da luz é transduzida em impulsos elétricos enviados para o cérebro através do nervo óptico . Nesse ponto, o cérebro entra em ação, que analisa os estímulos recebidos pela retina e os traduz em imagens, graças ao córtex visual.

O córtex visual é a parte do cérebro responsável pelo processamento da informação visual e é estimulado por uma via de neurônios originários dos próprios olhos. Quando a luz atinge a retina, os sinais são enviados ao longo do nervo óptico, através do tálamo e no córtex visual.

Esse tipo de estímulo sensorial gera o que é conhecido como processamento "de baixo para cima ", o que significa que a cadeia de eventos começa com o estímulo externo antes de progredir nos vários estágios do processamento mental, culminando em uma experiência visual.

No entanto, o córtex visual também recebe "feedback" de outras áreas do cérebro quando vemos algo familiar. Isso cria um processamento “de cima para baixo ”, pelo qual as informações sobre o que estamos vendo viajam até o córtex visual das regiões corticais mais altas, gerando uma experiência visual criada internamente. Em outras palavras, está tudo na sua cabeça e não é um reflexo do mundo real.

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A vantagem da cognição de cima para baixo é que ela permite que o cérebro preencha as lacunas em nosso campo visual, aproveitando experiências e entendimentos anteriores de como o mundo deve ser, gerando a imagem visual que ele espera ver.

Normalmente, esses dois processos se complementam perfeitamente, embora as ilusões ópticas revelem como é fácil induzir o cérebro a ver algo simplesmente porque espera vê-lo, mesmo que não esteja realmente lá.

Embora essas informações não sejam novas, pesquisadores da Universidade Carnegie Mellon levaram nossa compreensão desse fenômeno um passo adiante, determinando exatamente quanto do que vemos provém do feedback interno e quanto reflete os estímulos visuais externos.

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Para fazer isso, eles usaram uma técnica chamada optogenética para silenciar a transmissão de informações de uma região do cérebro chamada área medial lateral (LM) para o córtex visual em camundongos enquanto observavam as linhas se movendo pela tela. Esse caminho já foi identificado como uma das principais rotas de feedback que afetam o que vemos, como informações sobre o que estamos vendo, viaja desde o ML até o córtex visual.

Medindo a atividade dos neurônios nos córtices visuais dos ratos, os pesquisadores descobriram que silenciar esse caminho reduziu sua estimulação em cerca de 20%, sugerindo que aproximadamente um quinto do que os ratos estavam "vendo" realmente vinham de seus cérebros, e não do ambiente externo.

Comentando essa descoberta, a pesquisadora principal Sandra Kuhlman explicou que aprender como o processamento de baixo para cima e de cima para baixo se combinam para criar uma experiência geral da realidade "representa uma nova maneira de estudar a percepção visual e a computação neural".