Olho artificial vem aí! E a promessa é de ser até melhor que o nosso

Cientistas da universidade de Hong Kong estão bem avançados no desenvolvimento de um olho artificial de alta qualidade

27/07/2020 às 9:00

Inegavelmente, há muito tempo a humanidade procura corrigir a cegueira ou os defeitos mais graves da visão. Nesse sentido, a Universidade de Ciência e Tecnologia de Hong Kong está desenvolvendo um olho biônico extremamente poderoso que poderá realmente substituir o olho humano.

Desde a década de 1930, são feitas muitas pesquisas científicas em torno do assunto. E, a questão é: dá para substituir o olho humano danificado por um novo completamente funcional? Poderemos, afinal, um dia usar um olho artificial? Esses são, de fato, os maiores desafios. Mostramos logo abaixo como tudo se desenrola nesse segmento.

Olho artificial em desenvolvimento em Hong Kong tem uma sensibilidade à luz maior do que o olho humano
Criar e produzir o olho artificial pode ser comparado em grau de dificuldade a uma viagem a Marte.

Próteses de membros

A ciência e a medicina têm eventualmente obtido sucesso na substituição de algumas partes do corpo humano por peças artificiais.

Assim sendo, próteses de membros, até de mãos e pés, já estão disponíveis e algumas delas inclusive impressas em 3D. Existem, analogamente, até tentativas de produção de corações artificiais.

Olho artificial é muito complexo

O olho humano, entretanto, é uma estrutura muito mais complexa que uma perna ou um antebraço. Primordialmente, os olhos são mecanismos muito sofisticados, devem ser capazes de centenas de ações diferentes por segundo e têm ainda profundas ligações com o cérebro.

Dessa forma, criar e produzir o olho artificial pode ser comparado em grau de dificuldade a uma viagem a Marte. Contudo, para a ciência nenhuma tarefa parece ser impossível. Dessa forma, a Universidade de Ciência e Tecnologia de Hong Kong é a que mais avançou no desenvolvimento de um olho biônico.

Ainda falta a visão telescópica

Esse olho artificial não terá, por enquanto, as capacidades de visão telescópica ou de visão noturna, similarmente ao que possuía o personagem Steve Austin, da série televisiva dos anos 1970, “O Homem de 6 milhões de dólares”.

Mas, na série, a ideia não passava de ficção científica de algo realmente impossível para a época.

Boneco de Steve Austin com seu olho artificial biônico.

Sensibilidade e velocidade na reação

Por outro lado, o olho artificial em desenvolvimento na China pode ser até muito melhor do que aquele. Assim, ele tem uma sensibilidade à luz maior do que o olho humano. Em outras palavras, consegue enxergar com mais e menos luz do que nós conseguimos. E, semelhantemente, o seu tempo de reação é menor do que o do olho humano.

Cientistas garantem que o potencial é de uma visão melhor do que a nossa. Segundo Zhiyong Fan, da Universidade de Ciência e Tecnologia de Hong Kong, o olho artificial poderá ser usado como prótese em seres humanos e, ainda, em ciborgues, robôs que se assemelham a nós.

Membrana curva de alumínio

O olho humano deve a visão grande angular e alta definição à sua retina em forma convexa. A retina é, desse modo, uma área no fundo do olho com células que detectam a luz. O cientista Fan e sua equipe conseguiram resultado semelhante com uma membrana curva de óxido de alumínio recheada com sensores de um material sensível à luz chamado perovskite.

Uma concepção artística do olho artificial criado em Hong Kong.

O olho artificial produzido em laboratório, portanto, reproduz basicamente a arquitetura do olho humano. Os sinais recebidos por seus sensores são enviados ao cérebro, por meio de fios muito finos. O processo é semelhante à transmissão dos sinais luminosos para o cérebro por fibras nervosas, formando as imagens que vemos.

Ângulo de visão de 100°

O tempo de reação de um olho humano a qualquer variação na luminosidade varia entre 40 e 150 milissegundos. O olho artificial registra a mesma variação em 30 a 40 milissegundos, portanto, mais rápido. A visão na penumbra é ainda um pouco superior à do olho humano.

Por outro lado, nosso olho consegue enxergar no ângulo de até 150°. Enquanto, o olho artificial só vai alcançar os 100°, uma pequena desvantagem. Ainda assim, é bem mais que os 70° alcançados por lentes fotográficas ou de vídeo.  

Aliás, na teoria, o olho artificial poderá enxergar com resolução muito maior do que o nosso olho natural.

Sua retina biônica contém cerca de 460 milhões de sensores de luz por centímetro quadrado. Enquanto isso, nossa retina tem apenas 10 milhões de células sensoras de luz por centímetro quadrado.

Problemas na transmissão de dados

Mas, nas pesquisas feitas antes dessa, o olho humano sempre foi superior na transmissão dos dados. Cada uma de nossas células sensoras de luz envia seus dados individualmente ao cérebro.  No olho artificial isso não era possível, uma vez que não existiam fios suficientemente finos.

Uma quantidade bem maior de sensores de luz era conectada a cada fio, fazendo a resolução cair bastante e ficar inferior à que conseguimos com o nosso olho. A resolução máxima alcançada era então bem modesta, 100 pixels. Até por isso nunca houve interesse na produção de um olho artificial com essas características.

Milhões de agulhas metálicas

Contudo, a equipe do doutor Fan conseguiu um progresso extraordinário exatamente nessa área. Os fios são substituídos, no olho artificial criado em Hong Kong, por uma quantidade imensa de agulhas metálicas muito finas, com diâmetro em torno de 20 a 100 micrômetros.

As agulhas são presas individualmente ao soquete no fundo da retina por meio de um campo magnético. É um processo complexo e delicado, que segundo os cientistas, assemelha-se a uma operação cirúrgica.

Arquitetura similar à do olho humano

O diagrama esquemático do olho artificial.

Aliás, o desenho do olho artificial é baseado na estrutura do olho humano, como se vê no desenho acima. Dessa forma, a luz entra através da lente, passa pela placa curva de alumínio e chega à retina repleta de sensores de luz.

A forma dos sensores de luz é mostrada no detalhe da imagem. Toda essa retina artificial é recoberta por uma espécie de soquete, no qual são conectados os fios transmissores de sinal para o processamento externo da imagem.

Os pesquisadores ainda não revelaram a qualidade da resolução de imagens já alcançada. Embora todo o projeto pareça muito promissor e viável, há outra corrente da ciência que duvida da sua concretização.

Hongrui Jiang, um engenheiro elétrico da Universidade de Wisconsin-Madison, nos EUA, critica a pesquisa chinesa. Ele diz que certamente seria possível prender algumas centenas de agulhas finas na retina artificial. Mas que, por outro lado, conectar milhões de miniagulhas em uma área tão pequena é tarefa talvez inalcançável.

Será?

Assim, se o cientista dos EUA estiver certo, o olho artificial de alta resolução ainda deve demorar. Entretanto, se o método de Fan e seus colegas de Hong Kong funcionar, ele poderá se tornar realidade em poucos anos. Aliás, se você ficou curioso sobre o assunto, pode ler, em inglês, o artigo publicado por Fan e seus colegas na revista Nature.

E você deseja mais por aqui sobre ciência e tecnologia aplicadas ao corpo humano? Temos um artigo sobre um chip para conectar nosso cérebro à inteligência artificial. E ainda outro sobre a IA tentando imitar o nosso cérebro. Além disso, que tal dar uma conferida nos melhores filmes sobre inteligência artificial?

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