Visão sem cores: como o cérebro aprende a enxergar o mundo em preto e branco

Usando dados experimentais e modelagem computacional, os pesquisadores encontraram evidências sugerindo que as raízes dessa habilidade podem estar no desenvolvimento. No início da vida, quando os recém-nascidos recebem informações de cores fortemente limitadas, o cérebro é forçado a aprender a distinguir objetos com base em sua luminância, ou intensidade de luz que eles emitem, em vez de sua cor. Mais tarde na vida, quando a retina e o córtex estão mais bem equipados para processar cores, o cérebro também incorpora informações de cores, mas também mantém sua capacidade previamente adquirida de reconhecer imagens sem depender criticamente de pistas de cores.

As descobertas são consistentes com trabalhos anteriores mostrando que a entrada visual e auditiva inicialmente degradada pode realmente ser benéfica para o desenvolvimento inicial dos sistemas perceptivos. “Essa ideia geral, de que há algo importante sobre as limitações iniciais que temos em nosso sistema perceptual, transcende a visão de cores e a acuidade visual. Alguns dos trabalhos que nosso laboratório fez no contexto da audição também sugerem que há algo importante sobre colocar limites na riqueza de informações a que o sistema neonatal é inicialmente exposto”, diz Pawan Sinha, professor de ciências cerebrais e cognitivas do MIT e autor sênior do estudo.

As descobertas também ajudam a explicar por que as crianças que nascem cegas, mas recuperam a visão no final da vida, por meio da remoção de cataratas congênitas, têm muito mais dificuldade em identificar objetos apresentados em preto e branco. Essas crianças, que recebem rica entrada de cores assim que sua visão é restaurada, podem desenvolver uma dependência excessiva de cores que as torna muito menos resilientes a mudanças ou remoção de informações de cores. Os pós-doutorandos, Marin Vogelsang e Lukas Vogelsang, e a cientista pesquisadora do Projeto Prakash, Priti Gupta, são os principais autores do estudo, publicado hoje na Science. Sidney Diamond, neurologista aposentado que agora é afiliado de pesquisa , e outros membros da equipe do Projeto Prakash também são autores do artigo.

A exploração dos pesquisadores sobre como a experiência precoce com a cor afeta o reconhecimento posterior de objetos surgiu de uma simples observação de um estudo de crianças que tiveram a visão restaurada após nascerem com cataratas congênitas. Em 2005, Sinha lançou o Project Prakash (a palavra sânscrita para “luz”), um esforço na Índia para identificar e tratar crianças com formas reversíveis de perda de visão. Muitas dessas crianças sofrem de cegueira devido a cataratas bilaterais densas. Essa condição geralmente não é tratada na Índia, que tem a maior população mundial de crianças cegas, estimada entre 200.000 e 700.000.

Crianças que recebem tratamento através do Projeto Prakash também podem participar de estudos de seu desenvolvimento visual, muitos dos quais ajudaram os cientistas a aprender mais sobre como a organização do cérebro muda após a restauração da visão, como o cérebro estima o brilho e outros fenômenos relacionados à visão. Neste estudo, Sinha e seus colegas fizeram às crianças um teste simples de reconhecimento de objetos, apresentando imagens coloridas e em preto e branco. Para crianças nascidas com visão normal, converter imagens coloridas em tons de cinza não teve nenhum efeito sobre sua capacidade de reconhecer o objeto representado.

No entanto, quando crianças submetidas à remoção de catarata foram apresentadas com imagens em preto e branco, seu desempenho caiu significativamente. Isso levou os pesquisadores à hipótese de que a natureza dos inputs visuais a que as crianças são expostas no início da vida pode desempenhar um papel crucial na formação da resiliência às mudanças de cor e na capacidade de identificar objetos apresentados em imagens preto e branco. Em recém-nascidos com visão normal, as células cônicas da retina não estão bem desenvolvidas ao nascimento, resultando em bebês com baixa acuidade visual e baixa visão de cores.

Ao longo dos primeiros anos de vida, sua visão melhora acentuadamente à medida que o sistema de cones se desenvolve. Como o sistema visual imaturo recebe informações de cores significativamente reduzidas, os pesquisadores levantaram a hipótese de que, durante esse tempo, o cérebro do bebê é forçado a se tornar proficiente no reconhecimento de imagens com pistas de cores reduzidas. Além disso, eles propuseram que crianças