La visión es un proceso complejo que ha sido descifrado con éxito por muchas disciplinas -física, bioquímica, fisiología, neurología, etc.-: la retina capta la luz, el nervio óptico transmite impulsos eléctricos al cerebro, que finalmente genera la percepción de unAunque este proceso lleva algún tiempo, estudios recientes han demostrado que la primera etapa de la visión, la percepción de la luz en sí, es extremadamente rápida. Pero el análisis de este paso decisivo se llevó a cabo en moléculas en solución en el laboratorio. Científicos dela Universidad de Ginebra UNIGE, en colaboración con EPFL y los Hospitales Universitarios de Ginebra HUG, Suiza, reprodujeron el experimento en ratones, con el fin de observar el procesamiento de la luz por un organismo vivo en toda su complejidad.Un estudio invasivo muestra que la energía lumínica por sí sola no define la respuesta de la retina. Su forma, corta o larga, también tiene un impacto en la señal que se envía al cerebro para formar una imagen. Este descubrimiento, ppublicado en la revista Science Advances, abre un nuevo campo de investigación sobre la visión, el diagnóstico y posiblemente nuevas posibilidades curativas.
El mecanismo celular de la visión se ha estudiado con éxito gracias a la colaboración de varias disciplinas. "En el ojo, la primera etapa de la visión se basa en una pequeña molécula, la retina, que al contacto con la luz cambia de forma.”, explica Geoffrey Gaulier, investigador del Departamento de Física Aplicada de la Facultad de Ciencias de la UNIGE y primer autor del estudio.“ Cuando la retina altera su forma geométrica, desencadena un mecanismo complejo que dará como resultado un impulso nervioso generado en la óptica.nervio."
Este proceso lleva algún tiempo entre el momento en que el ojo percibe la luz y el momento en que el cerebro la decodifica. Los físicos observaron la primera molécula de la cadena, la retina, para ver cuánto tiempo tardaba en cambiar de forma. Aislaron estomolécula en una cubeta y la sometió a pulsos de láser para probar su velocidad de reacción. Para su gran sorpresa, ¡la molécula reaccionó en aproximadamente 50 femtosegundos! "A modo de comparación, un femtosegundo en comparación con un segundo es el equivalente de un segundo en comparación con eledad del Universo ", señala Jean-Pierre Wolf, profesor de la Sección de Física de la UNIGE y último autor de la investigación." Esto es tan rápido que nos preguntamos si esta velocidad podría ser alcanzada por la molécula solo cuando estaba aislada,o si poseía la misma velocidad en un organismo vivo en toda su complejidad. "
La intensidad y la forma de la luz definen la sensibilidad del ojo
Para estudiar en detalle esta primera etapa de la visión, los científicos recurrieron a biólogos, en particular a Iván Rodríguez y Pedro Herrera, profesores de las Facultades de Ciencia y Medicina de la UNIGE, respectivamente, quienes colocaron una lente de contacto y realizaron un electrorretinograma en ratones ".Este método, que es totalmente no invasivo, permite medir la intensidad de la señal enviada al nervio óptico ", prosigue Jean-Pierre Wolf. Cuando la luz incide en la retina, pudieron observar un voltaje eléctrico en lacórnea, gracias a un amplificador electrónico. ¡Y sus resultados mostraron que esta etapa se desarrolló con la misma velocidad extrema que cuando la molécula está aislada!
El equipo continuó el estudio variando la forma de los pulsos a lo largo del tiempo. "Siempre enviamos la misma energía, la misma cantidad de fotones, pero cambiamos la forma del pulso de luz. A veces, el pulso es corto, a veces largo,a veces en rodajas, etc. ", explica Geoffrey Gaulier. De hecho, cambiar la forma no debería inducir ninguna variación en la respuesta de la retina, porque hasta ahora se pensaba que sólo influía el número de fotones captados por el ojo". Pero¡este no es el caso! ", dice el investigador con sede en Ginebra. Este resultado podría explicarse con la ayuda de simulaciones por computadora realizadas en el grupo de Ursula Röthlisberger de EPFL.
Los científicos observaron que el ojo no reaccionaba de la misma manera dependiendo de la forma de la luz, a pesar de que la energía de la luz era idéntica. "También descubrimos que la reacción del ojo difería según el orden en que variaban los colores., por ejemplo, como en un arco iris temporal, aunque se sigan extremadamente rápido ", continúa Jean-Pierre Wolf. En resumen, la retina cree que hay más o menos luz según la forma de la luz, mientras que la energía essimilar y, por lo tanto, envía una corriente más fuerte o más débil al cerebro según su respuesta.
Este descubrimiento, que se realizó en el contexto de un proyecto Sinergia de la Fundación Nacional Suiza para la Ciencia SNSF, abre un nuevo campo de investigación sobre la visión. "Ahora que sabemos que la forma de la luz juega un papel en la percepción,puede utilizar este nuevo conocimiento para hacer que el ojo funcione de manera diferente ", propone Jean-Pierre Wolf. Ahora se pueden desarrollar áreas de investigación sobre nuevas posibilidades para diagnosticar o posiblemente tratar las debilidades oculares.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Ginebra . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Los astrónomos lanzan un nuevo mapa celeste de los alcances exteriores de la Vía Láctea
Mars tiene los ingredientes adecuados para la vida microbiana actual debajo de su superficie, según un estudio
El helicóptero Ingenuity Mars de la NASA triunfa en el histórico primer vuelo
Efectos genéticos de la radiación de Chernobyl
La nueva tecnología CRISPR ofrece un control incomparable de la herencia epigenética
Red cuántica basada en enredos