Para el segundo trimestre, mucho antes de que los ojos de un bebé puedan ver imágenes, pueden detectar la luz.
Pero 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 allí para configurar las 24 horas,ritmos día-noche que los padres esperan que su bebé siga.
La Universidad de California, Berkeley, los científicos 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, y que puede mejorar la influencia de la luz en el comportamiento ydesarrollo cerebral de formas insospechadas
En el ojo en desarrollo, quizás 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 comunicancon 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 a 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 y que se proyectan a muchas partes diferentes del cerebro, me pregunto si juegan un papel en cómo la retina se conecta con el cerebro", dijo Marla Feller, profesora de UC Berkeleyde biología molecular y celular y autor principal de un artículo que apareció este mes en la revista Biología actual . "Tal vez no para circuitos visuales, sino para conductas no visuales. No solo el reflejo pupilar de luz y los ritmos circadianos, sino posiblemente explicando problemas como las migrañas inducidas por la luz, o por qué la terapia de luz funciona para la depresión".
Sistemas paralelos en 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, CarlaShatz, de la Universidad de Stanford, al demostrar 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 ellos cachorros de ratón y el feto humano eran ciegos en este punto del desarrollo", dijo Feller, el Profesor Distinguido Paul Licht en Ciencias Biológicas y miembro del Instituto de Neurociencia Helen Wills de UC Berkeley. "Pensamos que ellas células ganglionares estaban allí en el ojo en desarrollo, que estaban conectadas con el cerebro, pero que en realidad no estaban conectadas con gran parte del resto de la retina, ahora resulta que están conectadas entre sí, lo quefue una cosa sorprendente "
El estudiante graduado de UC Berkeley Franklin 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 formarUna red retiniana que los investigadores encontraron no solo detecta la luz, sino que responde a la intensidad de la luz, que puede variar casi mil millones de veces.
Los circuitos de unión de 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 enla retina neonatal en realidad 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, que probablemente tenga un papel importante en el desarrollo, dijo Feller.
"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 el arrastre ligero de los ritmos circadianos, pero fueron una especie de respuesta de encendido / apagado, dondenecesitas algo de luz o nada de luz ", dijo." Esto parece argumentar que en realidad están tratando de codificar muchas intensidades de luz diferentes, codificando mucha más información de la que la gente había pensado anteriormente ".
La investigación fue apoyada por los Institutos Nacionales de Salud NIH F31EY028022-03, RO1EY019498, RO1EY013528, P30EY003176.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Berkeley . Original escrito por Robert Sanders. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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