Lo que ves no siempre es lo que obtienes. Y eso, según han descubierto los investigadores de la Universidad Rockefeller, es algo bueno.
"Cada vez que mueves tu ojo, el mundo entero se mueve en tu retina", dice Gaby Maimon, jefe del Laboratorio de Función Integral del Cerebro. "Pero no percibes un terremoto que ocurra varias veces por segundo".
Esto se debe a que el cerebro puede determinar si el movimiento visual es autogenerado, cancelando la información que de otro modo nos haría sentir, y actuar, como si el mundo estuviera girando a nuestro alrededor. Es un asombroso cómputo neuronal: unoque Maimon y su equipo intentan decodificar en moscas de la fruta. Y los resultados de sus investigaciones más recientes, publicadas en Celda el 5 de enero, brinde nuevas ideas sobre cómo el cerebro procesa la información visual para controlar el comportamiento.
Cada vez que cambia su mirada y lo hace varias veces por segundo, el cerebro envía una orden a los ojos para que se muevan. Pero también se emite una copia de esa orden internamente en el propio sistema visual del cerebro.
Esto le permite al cerebro predecir que está a punto de recibir una avalancha de información visual resultante del propio movimiento del cuerpo, y compensarlo suprimiendo o mejorando la actividad de neuronas particulares.
Sin embargo, el cerebro humano contiene aproximadamente 80 mil millones de neuronas, lo que complica la tarea de determinar con precisión cómo hace tales predicciones y altera nuestra percepción a nivel celular.
Afortunadamente, la mosca común de la fruta realiza el mismo tipo de movimientos oculares rápidos. Por lo tanto, las meras 100,000 neuronas en su cerebro del tamaño de una semilla de amapola deben manejar los mismos problemas de predicción y percepción, pero a una escala que Maimon y sus colegas,el investigador asociado Anmo Kim y la becaria posdoctoral Lisa Fenk pueden estudiar en detalle íntimo.
Por supuesto, hay diferencias entre humanos y moscas. Por un lado, los ojos de una mosca están atornillados a su cabeza. Para cambiar su mirada, debe maniobrar como un pequeño avión. Y como un avión, puede girar alrededor de múltiplesejes, incluyendo guiñada y balanceo.
Sin embargo, su cerebro aún logra distinguir entre el movimiento visual esperado e inesperado.
Por ejemplo, cuando una ráfaga de viento desvía inesperadamente una mosca, por ejemplo, un poderoso reflejo conocido como respuesta optomotora hace que la cabeza del insecto gire en la dirección opuesta, volviendo a mirar hacia su objetivo original. La mosca también estabiliza suruta de vuelo usando sus alas para ejecutar un contra-giro.
Sin embargo, si una mosca gira intencionalmente para cambiar su mirada, ocurre algo diferente. El impulso de girar la cabeza y el cuerpo hacia la dirección de vuelo original se suprime de alguna manera. De lo contrario, nunca podría cambiar su mirada en absoluto.
¿Pero cómo funciona un cerebro con una potencia tan limitada como un problema tan complejo?
En un estudio anterior, Kim y Maimon demostraron que dos grupos de neuronas sensibles al movimiento en el sistema visual de la mosca se suprimen durante los giros intencionales rápidos, inhibiendo las respuestas conductuales del insecto.
en el Celda estudio, Kim, Fenk y Maimon mostraron que uno de estos conjuntos de neuronas estabiliza la cabeza durante los giros de vuelo. Y determinaron cómo lo hace midiendo la actividad eléctrica en neuronas individuales y filmando los movimientos de las cabezas y alas de las moscascuando se volvieron a propósito, o se les engañó para que creyeran que se habían vuelto por accidente en algunos de los experimentos, las moscas se pegaron a una plataforma minúscula y se les mostraron imágenes en una pantalla LED que los engañó al pensar que su mirada habíacambiado involuntariamente.
Cada una de las neuronas en cuestión podría responder al movimiento visual alrededor de varios ejes. Sin embargo, algunas eran más sensibles a la guiñada y otras a rodar.
Y ahí es donde las cosas se pusieron interesantes.
Durante los giros intencionales, cada neurona recibió una señal que fue calibrada cuidadosamente para suprimir la sensibilidad al movimiento visual a lo largo del eje de guiñada solo.
Las neuronas que eran más sensibles al guiñada obtuvieron una señal compensatoria más fuerte. Las neuronas que eran menos sensibles obtuvieron una señal más débil. Mientras tanto, la sensibilidad al rodar no se vio afectada.
Como explica Maimon, esto tiene sentido porque las moscas primero deben rodar y luego contrarrestar para ejecutar correctamente los giros intencionales. Sin embargo, si contrarrestaran la guiñada, nunca podrían dirigirse en una nueva dirección.
El proceso de silenciamiento neural descrito por los investigadores, por lo tanto, dejó a las moscas selectivamente ciegas a la información visual que de otro modo habría interferido con su capacidad de giro, una hazaña de cálculo neuronal que Maimon compara con la afinación del sonido de un solo instrumento en untoda la banda
Es la primera ilustración de cómo los cerebros pueden restar solo un componente de una señal sensorial compleja transmitida por una población entera de neuronas mientras dejan intactas otras señales en la misma población. Y proporciona un plan para comprender cómo los cerebros de criaturas más grandes podríanmanejar el mismo tipo de problemas
Mientras que los detalles de cómo el cerebro modula la percepción visual pueden diferir en animales cuyos cráneos están llenos de más neuronas, dice Maimon, "esperaríamos ver procesos similares en cerebros de mamíferos, incluido el nuestro".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Rockefeller . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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