La capacidad visual de los fetos es mayor de lo que pensábamos

Índice

• ¿Cómo son las células del ojo?
• El desarrollo de la retina

 

¿Cómo son las células del ojo?

Hasta ahora, se pensaba que las células sensibles a la luz en la retina en desarrollo, la delgada capa de tejido similar al cerebro en la parte posterior del ojo, eran simples interruptores de encendido y apagado, presumiblemente para establecer los ritmos de 24 horas, día y noche.

Sin embargo, los científicos de la Universidad de Berkeley (California), han encontrado evidencia de que estas células simples en realidad se comunican entre sí como parte de una red interconectada que le da a la retina más sensibilidad a la luz de lo que alguna vez se pensó, lo que puede mejorar la influencia de la luz en el comportamiento y el desarrollo del cerebro de maneras insospechadas (estudio).

En el ojo en desarrollo, tal vez el 3% de las células ganglionares, las células de la retina que envían mensajes a través del nervio óptico al cerebro, son sensibles a la luz y, hasta la fecha, los investigadores han encontrado seis subtipos diferentes que se comunican con varios lugares en el cerebro. Algunos hablan con el núcleo supraquiasmático para ajustar nuestro reloj interno al ciclo día-noche. Otros envían señales al área que hace que nuestras pupilas se contraigan con luz brillante. Pero otros se conectan con áreas sorprendentes: la perihabenula, que regula el estado de ánimo, y la amígdala, que se ocupa de las emociones.

En ratones y monos, la evidencia reciente sugiere que estas células ganglionares también se comunican entre sí a través de conexiones eléctricas llamadas uniones huecas, lo que implica mucha más complejidad en los ojos inmaduros de roedores y primates de lo que se imaginaba.

"Dada la variedad de estas células ganglionares que se proyectan a muchas partes diferentes del cerebro, nos preguntamos si juegan un papel en cómo la retina se conecta con el cerebro", dijo Marla Feller, profesora de biología molecular de UC Berkeley. “Quizás no para circuitos visuales, sino para comportamientos no visuales. No solo el reflejo pupilar de la luz y los ritmos circadianos, sino que posiblemente explican problemas como las migrañas inducidas por la luz o por qué la fototerapia funciona para la depresión".
 

El desarrollo de la retina

Las células, llamadas células ganglionares de la retina intrínsecamente fotosensibles (ipRGC), fueron descubiertas hace solo 10 años, sorprendiendo a aquellas como Feller que habían estado estudiando la retina en desarrollo durante casi 20 años. Ella desempeñó un papel importante, junto con su mentora, Carla Shatz, de la Universidad de Stanford, al mostrar que la actividad eléctrica espontánea en el ojo durante el desarrollo, las llamadas ondas retinianas, es fundamental para configurar las redes cerebrales correctas para procesar las imágenes más adelante.

De ahí su interés en los ipRGC que parecían funcionar en paralelo con las ondas retinianas espontáneas en la retina en desarrollo.

"Pensamos que (los cachorros de ratón y el feto humano) eran ciegos en este punto del desarrollo y que las células ganglionares estaban allí en el ojo en desarrollo, conectadas al cerebro, pero que en realidad no estaban conectadas a gran parte del resto de la retina en ese momento. Ahora, resulta que están conectados entre sí, lo cual fue algo sorprendente”.

El otro autor de la investigación, Caval-Holme, combinó imágenes de calcio de dos fotones, registro eléctrico de células enteras, farmacología y técnicas anatómicas para mostrar que los seis tipos de ipRGC en la retina del ratón recién nacido se unen eléctricamente, a través de uniones vacías, para formar una retina. La red que encontraron los investigadores no solo detecta la luz, sino que responde a la intensidad de la luz, que puede variar casi mil millones de veces.

La detección de la iluminación ambiental en la retina en desarrollo antes de la maduración de los fotorreceptores convencionales está mediada por células ganglionares de la retina intrínsecamente fotosensibles (ipRGC) y es fundamental para impulsar varios procesos fisiológicos, incluida la aversión a la luz, los reflejos de luz pupilares y el fotoentretenimiento de los ritmos circadianos. Se desconocen las estrategias mediante las cuales los ipRGC codifican variaciones en la intensidad de la luz ambiental en estas edades tempranas.

Los circuitos de unión huecos fueron críticos para la sensibilidad a la luz en algunos subtipos de ipRGC, pero no en otros, proporcionando una vía potencial para determinar qué subtipos de ipRGC proporcionan la señal para comportamientos no visuales específicos que evoca la luz.

"La aversión a la luz, que los cachorros desarrollan muy temprano, depende de la intensidad", lo que sugiere que estos circuitos neuronales podrían estar involucrados en el comportamiento de aversión a la luz, dijo Caval-Holme. "No sabemos cuál de estos subtipos de ipRGC en la retina neonatal realmente contribuye al comportamiento, por lo que será muy interesante ver qué papel tienen todos estos subtipos diferentes".

Los investigadores también encontraron evidencia de que el circuito se sintoniza de una manera que podría adaptarse a la intensidad de la luz, lo que probablemente tenga un papel importante en el desarrollo.

“En el pasado, las personas demostraron que estas células sensibles a la luz son importantes para cosas como el desarrollo de los vasos sanguíneos en la retina y la incorporación de luz de los ritmos circadianos, pero fueron una especie de respuesta de encendido / apagado, donde se necesita algo de luz o nada de luz”, explicó. "Esto parece argumentar que en realidad están tratando de codificar para diferentes intensidades de luz, codificando mucha más información de lo que la gente había pensado anteriormente".

Por lo tanto, la capacidad visual del feto es mayor de lo que se pensaba y, además, el desarrollo de la retina y de las conexiones entre el sistema de la vista y el cerebro empiezan antes de lo que se creía.