Descubren un nuevo tipo de visión nocturna en ratones

En la oscuridad, los animales necesitan ajustar los ojos para lidiar con diferentes situaciones, ya sea intentar ver la galaxia más cercana o evitar convertirse en la cena de otro. En la mayoría de los casos, la maquinaria ocular responsable de detectar la luz cambia para absorber más fotones, que son más escasos cuando la luz se atenúa.

Pero un nuevo estudio demuestra que los ratones tienen un truco diferente bajo sus peludas mangas: un tipo de visión nocturna vinculada al movimiento. La investigación, publicada esta semana en la revista Neuron, sugiere que un tipo de células oculares permite a los ratones tener algo más de sensibilidad al movimiento en general cuando están a oscuras, lo que probablemente les ayude a huir de los depredadores nocturnos. Este tipo de célula se encuentra en la retina, una estructura de varias capas que se encuentra tras el globo ocular y que es fundamental para la vista tal y como la conocemos.

No está claro esta misma sensibilidad mejorada es aplicable a humanos u otros animales. Sin embargo, entender este tipo de peculiaridades sobre el funcionamiento de la vista es crucial para el desarrollo de prótesis de retina sensibles.

«Una de las cosas que querríamos saber para que esas prótesis funcionen bien es, en caso de observar una escena visual arbitraria, ¿qué patrón de señales se generan en el cerebro?», afirma el coautor del estudio Greg Field, neurobiólogo de la Universidad de Duke.

«Si puedes responder a esa pregunta para alguna escena, entonces sabes cómo estimular eléctricamente la retina [protésica] para producir dicho patrón».

El movimiento en la oscuridad

Montar esa imagen visual es un proceso muy complejo que requiere que las células de la retina absorban una gran cantidad de datos de contraste, color, movimiento y orientación. Cuando entra la información de cada tipo de célula, esta se transmite al cerebro, que lleva a cabo una gran cantidad de procesamiento paralelo para generar una escena coherente en un abrir y cerrar de ojos, literalmente.

Field y su equipo querían averiguar cómo cambia todo ese procesamiento cuando varían los niveles de luz. En particular, estudian el comportamiento de un subgrupo de células sensibles al movimiento ante diversas condiciones de iluminación, desde la brillante luz del sol a la pálida luz de la luna.

En circunstancias normales, los científicos lo hacen retirando la retina del ratón y colocándola sobre una serie de electrodos que registra qué células se activan con varios tipos de estímulos visuales. En un plato, las retinas de ratón pueden sobrevivir durante horas y normalmente responden a aportaciones visuales. A continuación, el equipo muestra a las retinas una variedad de movimientos con condiciones de iluminación distintas y busca diferencias en los patrones de activación.

«Parece como si pudieras ver qué hace tu retina cuando ves una peli, y me encanta», afirma Field. «Da un poco de repelús... Básicamente, siguen viendo».

Pero para este experimento, Field y sus colegas adaptaron a una población de ratones a la oscuridad durante 12 horas de forma que sus retinas estuvieran preparadas para condiciones de poca luz. A continuación, para no perder esa adaptación a la oscuridad, los científicos llevaron a cabo la complicada disección de retina a oscuras, con gafas de visión nocturna.

«Tienes que vigilar muy de cerca tus herramientas», advierte Field.

A partir de ahí, fueron encendiendo poco a poco las luces mientras reproducían películas para esas retinas y registraron qué células respondían al movimiento según qué condiciones de iluminación. Fue entonces cuando la alumna de posgrado Xiaoyang Yao descubrió que las células que normalmente solo son sensibles a los movimientos ascendentes con luz brillante se hicieron mucho menos específicas a oscuras, respondiendo a movimientos ascendentes, descendentes, a la izquierda y a la derecha.

«Con un nivel de luz bajo, detectar el movimiento es muy complicado», afirma Field. «Así que este sistema parece escoger este tipo celular y ajustarlo para que sea más general, lo que permite que las células detecten una serie más amplia de movimientos».

Encontrar el equilibrio

En este sentido, el sistema visual equilibra la necesidad de maximizar la detección de movimiento con la capacidad de detectar la dirección de dicho movimiento, ya que a un ratón no le serviría de nada saber que un búho está cayendo en picado hacia él si no conoce la dirección del ataque. Field explica que hacer que solo uno de los tipos de células específicas amplíe su sensibilidad parece conseguir ese equilibrio ideal.

Sus colegas y él no están del todo seguros de por qué las células que responden a movimientos ascendentes son las responsables de hacerlo, pero las investigaciones posteriores en su laboratorio sugieren que tiene que ver con el hecho de que estas células están interconectadas de forma diferente a los otros tres tipos de células sensibles al movimiento.

«Están acopladas eléctricamente las unas a las otras», explica Field. «Les proporciona la capacidad de ajustarse de manera flexible ante diferentes niveles de luz».

El neurobiólogo de la Universidad de Stanford Andrew Huberman afirma que los resultados son bastante interesantes y señala que este tipo de célula obtuvo su nombre científico porque, hasta ahora, la gente pensaba que solo respondía al movimiento ascendente.

«Los resultados de Field et al van a obligarnos a replantearnos los nombres de las células y a evaluar las neuronas que creemos entender en una serie de contextos más amplia», afirma. «Debemos ser precavidos con el concepto de tipos de células y asegurarnos de que la nomenclatura no nos impida tener en cuenta otra serie de funciones más amplia. El estudio representa una gran demostración de esto mismo».

Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.