Examinando a Visão dos Camundongos com Tecnologia Avançada

Os animais têm jeitos diferentes de ver o mundo, dependendo de onde vivem e do que fazem. Esses jeitos de ver são moldados pela evolução. Em particular, os sistemas visuais dos animais são projetados para combinar com o que eles encontram naturalmente no ambiente. Por exemplo, certas formas e cores são mais comuns na natureza, e os cérebros dos animais estão programados para notar esses padrões. Um bom exemplo disso é como alguns animais, incluindo os camundongos, reagem mais fortemente a certas orientações de linhas ou formas na visão.

Os camundongos têm características únicas nos olhos que ajudam na sobrevivência. Eles conseguem ver uma área ampla e têm sensibilidade especial a certos tipos de luz. Os olhos deles estão posicionados nas laterais da cabeça, o que dá um campo de visão de cerca de 280 graus. Isso ajuda a manter a consciência do que está ao redor. Camundongos têm um tipo de visão chamada de visão de bastonetes e cones. Os bastonetes ajudam a ver em pouca luz, enquanto os cones permitem enxergar cores. Os camundongos têm cones sensíveis à luz ultravioleta (UV) e luz verde, o que é importante para eles na hora de olhar o ambiente, especialmente quando estão tentando encontrar predadores ou comida.

Para estudar como os camundongos veem, os pesquisadores precisam usar imagens realistas que correspondem ao que eles normalmente enxergariam na natureza. No entanto, houve desafios na criação dessas imagens realistas para os camundongos. Muitos estudos anteriores usaram imagens cinzas simples que não capturavam totalmente como os camundongos percebem visualmente o ambiente. Recentemente, novas tecnologias foram desenvolvidas que permitem aos pesquisadores apresentar cenários visuais mais realistas aos camundongos e estudar suas reações. Usando câmeras e iluminação especiais, os cientistas conseguem criar imagens que imitam o que os camundongos encontrariam naturalmente do lado de fora.

Neste estudo, montamos um setup especial chamado cúpula hemisférica para mostrar imagens realistas aos camundongos enquanto rastreamos os movimentos dos olhos deles. Queremos saber como os camundongos respondem a essas imagens e como os olhos deles se movem ao ver diferentes tipos de informações visuais.

#Setup da Cúpula Hemisférica

O setup da cúpula hemisférica foi projetado para mostrar estímulos visuais aos camundongos nas cores que eles veem melhor, como luz UV e verde. A cúpula é uma tela grande e curva que permite uma visão ampla. Os camundongos são colocados no centro da cúpula e podem se mover em uma esteira enquanto os olhos deles ficam fixos. Usamos um sistema de câmeras especial acoplado nas cabeças dos camundongos para monitorar os movimentos oculares.

A cúpula é feita de um material especial que reflete a luz corretamente, criando uma experiência luminosa e imersiva para os camundongos. Dentro, temos um projetor que mostra imagens na cúpula. Esse projetor foi modificado para aumentar a luz que produz, permitindo uma melhor visibilidade da luz UV e verde. Medimos cuidadosamente a intensidade da luz para garantir que corresponda ao que os camundongos encontrariam naturalmente do lado de fora.

#Medindo a Resposta da Pupila

Para checar se nosso setup é eficiente, medimos uma resposta chamada reflexo pupilar à luz (PLR). Esse reflexo acontece quando a pupila do olho muda de tamanho em reação a diferentes níveis de luz. Quando a luz é brilhante, a pupila fica menor, e quando a luz é fraca, ela aumenta. Ao mostrar diferentes níveis de luz UV e verde aos camundongos, observamos como as pupilas respondem. Descobrimos que, à medida que a intensidade da luz aumenta, as pupilas encolhem mais, confirmando que nosso setup de cúpula está funcionando como deveria.

#Rastreamento Ocular e Estímulos

Nos nossos experimentos, usamos um sistema de rastreamento ocular para seguir como os camundongos movem os olhos ao ver diferentes estímulos visuais. Começamos mostrando padrões em movimento, como linhas flutuantes, que são conhecidos por provocar reações nos camundongos. Esses padrões ajudam a avaliar se os camundongos são capazes de fazer os movimentos oculares esperados. Ajustando a direção e a velocidade desses padrões, conseguimos ver como os camundongos reagem.

Mais tarde, apresentamos vídeos realistas de cenas externas que filmamos com uma câmera. Esses vídeos foram feitos para imitar os tipos de imagens que um camundongo encontraria em seu habitat natural. Enquanto os camundongos assistem a esses vídeos, continuamos a rastrear os movimentos dos olhos para analisar como eles reagem a diferentes cenas.

#Filmes Naturalísticos e Tamanho da Pupila

Uma vez que estabelecemos que os camundongos podem responder bem a padrões simples de flutuação, passamos a mostrar filmes naturalísticos. Acreditamos que esses filmes farão com que as pupilas dos camundongos reajam de forma semelhante ao que aconteceu nos testes de intensidade luminosa. Apresentamos os filmes em blocos, alternando entre mostrar um conjunto dos mesmos clipes de vídeo e vários clipes aleatórios.

Ao analisarmos o tamanho das pupilas durante essas exibições, descobrimos que as pupilas mudam de tamanho em resposta ao brilho dos vídeos. Os resultados indicam que as pupilas se contraem quando as cenas são mais brilhantes e se ampliam quando são mais escuras, assim como durante os testes anteriores de intensidade luminosa.

#Sacadas e Movimentos Oculares

Em seguida, investigamos como os camundongos movem os olhos ao assistir aos filmes. Focamos nas sacadas, que são movimentos rápidos dos olhos usados para se concentrar em diferentes partes de uma cena. Comparando a frequência e a direção dessas sacadas durante a exibição do filme e em uma tela em branco.

Os camundongos normalmente mostram uma preferência por olhar em direção ao nariz (direção nasal) enquanto assistem a uma tela de cor uniforme. No entanto, durante o filme naturalístico, os movimentos oculares deles são mais equilibrados, permitindo movimentos tanto nasais quanto temporais (longe do nariz). Isso sugere que os camundongos estão ativamente capturando informações do que veem, ajustando o olhar conforme absorvem as entradas visuais.

#Análise da Posição Ocular

Também investigamos a posição média dos olhos dos camundongos. Descobrimos que, enquanto os camundongos assistem aos filmes naturalísticos, a posição média dos olhos deles muda ligeiramente em direção ao lado nasal. Isso significa que, mesmo assistindo ao vídeo, eles estão adaptando o olhar para melhor captar as partes importantes do que estão vendo.

Para investigar ainda mais se a posição dos olhos muda com diferentes tipos de input visual, invertemos os vídeos. Surpreendentemente, não há mudanças significativas na posição dos olhos deles ao assistir aos vídeos de cabeça para baixo em comparação com os normais. Isso sugere que, embora os camundongos sejam muito responsivos a cenas naturais, podem não ser tão sensíveis a pequenas mudanças na disposição dessas cenas.

#Conclusões

Em resumo, nosso setup de cúpula hemisférica apresenta de forma eficaz estímulos visuais naturalísticos que envolvem os camundongos. Estudando as respostas das pupilas e os movimentos oculares, aprendemos mais sobre como eles interagem com o mundo visual ao redor deles.

Os camundongos ajustam os movimentos oculares de acordo com os tipos de cenas que veem, adaptando-se para focar nas áreas importantes das informações visuais. As descobertas ajudam a entender a visão dos camundongos e como esses animais captam seu ambiente, o que é crucial para a sobrevivência deles.

Estudos futuros podem usar esse setup para explorar mais como as informações visuais afetam o comportamento e o processamento visual dos camundongos. Esperamos que esses insights abram caminho para mais pesquisas sobre percepção visual em outros animais também.