Câmera que enxerga câncer foi inspirada em olho de crustáceo

Estomatópodes: são criaturas particularmente sensíveis a variações na polarização da luz

São Paulo - Quem já fez fotografia subaquática sabe que a água absorve e dispersa a luz, prejudicando elementos importantes para a visão humana, como contraste e saturação.

É natural, portanto, que os animais marinhos tenham desenvolvido estratégias diferentes da nossa para enxergar em seu ambiente.

Uma delas é usada pelos crustáceos da ordem Stomatopoda , também conhecidos como “camarões louva-deus” (embora eles não sejam camarões sob a taxonomia científica).

Seus olhos peculiares estão ajudando um grupo de cientistas da Universidade de Queensland a criar uma câmera que identifica tecidos cancerosos e até atividade cerebral.

Os estomatópodes são criaturas particularmente sensíveis a variações na polarização da luz.

Basicamente, isso quer dizer que esses animais conseguem distinguir a orientação que uma onda luminosa toma em ou ou mais planos de espaço depois de ser refletida ou emitida por um objeto.

Como superfícies com propriedades diferentes polarizam a luz de maneira diferente, o estomatópode é capaz de enxergar toda uma dimensão visual que está oculta para nossos olhos.

Como a natureza tornou essa habilidade possível? Da mesma forma que em outros artrópodes, o olho composto desses crustáceos é formado por um grupo de unidades conhecidas como omatídeos.

No caso específico dos estomatópodes, a luz, além de passar por uma córnea e por pigmentos coloridos, é exposta a uma série de células fotossensíveis cobertas por microvilos (pequenas protuberâncias de membrana que lembram cílios) que agem como filtros polarizadores.

Além de ajudar os estomatópodes a coletar dados vitais para sua sobrevivência, a captura de luz polarizada é importante no campo da medicina para realizar testes não invasivos.

Tecidos cancerosos, por exemplo, refletem luz polarizada de uma maneira diferente da dos tecidos saudáveis.

Tradicionalmente, sistemas de imagem que capturavam luz polarizada dependiam de múltiplas exposições de uma mesma cena, girando um polarizador linear na frente do sensor para cada captura.

Esse método introduzia pelo menos dois problemas: cada “foto” demorava para ser composta e a cena precisava ser completamente estática para evitar variações na luz.

Inspirados nos microvilos dos olhos dos estomatópodes, os cientistas da Universidade de Queensland adotaram uma abordagem diferente ao integrar filtros polarizadores diretamente no sensor.

Segundo seu método, minúsculos nanofios de alumínio estendem-se a partir de grupos de quatro pixels, filtrando a luz em quatro orientações (0°, 45°, 90° e 135°).

Como cada quarteto de pixels captura todas as orientações relevantes da polarização simultaneamente, abre-se a possibilidade de realizar medições em tempo real, filmando a luz polarizada.

O uso de grupos tão pequenos foi uma necessidade prática para preservar a resolução do sensor e aumentar o número de amostras por exposição.

Como pequenos defeitos são comuns em nanoestruturas, era preciso criar uma forma de interpolar varias fontes de informação para gerar uma imagem mais próxima da realidade.

No futuro, os pesquisadores esperam que a tecnologia venha a ser implementada até mesmo em câmeras de smartphone para ajudar pessoas comuns a monitorarem sua própria saúde.

E se o modesto estomatópode foi capaz de inspirar uma ideia tão benévola, quantas oportunidades de pesquisa científica não estamos perdendo toda vez que uma espécie é extinta? Clique neste link para ler a pesquisa completa. Leonardo Veras, de /Klaus Stiefel/Flickr