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In the eye of the observer: Visual processing at the heart of the retina

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Comprensión mejorada de la función de las células bipolares de la retina

Las células bipolares de la retina son un modelo casi perfecto para el aprendizaje de cómo una única clase de neuronas convierte los estímulos sensoriales en reacciones significativas. El estudio realizado en switchBoard genera conocimientos nuevos sobre el procesamiento de señales visuales que podría contribuir a la lucha contra las deficiencias visuales.

Salud

En el sistema visual, un grupo de neuronas llamadas células bipolares recopila señales fotorreceptoras generadas por la luz en el exterior de la retina y transmite estas señales a las células ganglionares en el interior de la retina. Desde ahí, las imágenes se proyectan como información al encéfalo. Existen al menos catorce tipos de células bipolares, y la manera singular mediante la cual transforman las señales fotorreceptoras permite a los circuitos neuronales en el interior de la retina crear una descripción visual del mundo. Dado que los investigadores entienden bien la estructura y función de las células bipolares, ofrecen al proyecto europeo switchBoard de Marie Skłodowska-Curie ITN-ETN una oportunidad para ampliar los conocimientos de cómo las señales de entrada de los fotorreceptores sensibles a la luz se transmiten a las células ganglionares que componen el nervio óptico. «Se nos ocurrió la metáfora de la centralita [switchBoard] cuando redactábamos un artículo de revisión sobre las células bipolares como "unidades estructurales de la visión". Sin embargo, las células bipolares no solo conectan las señales de entrada fotorreceptoras con las células ganglionares en el interior de la retina, sino que parece ser que además procesan estas señales», explica Thomas Euler, coordinador del proyecto.

La retina como modelo ideal

A diferencia de la mayoría de los sistemas encefálicos, los estímulos y reacciones sensoriales de la retina pueden medirse con relativa facilidad. Los investigadores noveles de Marie Skłodowska-Curie en el proyecto switchBoard usaron retinas de distintos modelos animales para investigar el procesamiento de las señales sensoriales. Se usaron grabaciones multielectrodo y la microscopía de excitación de dos fotones para medir la actividad neuronal en la retina a escalas de red y sináptica. Estos métodos prácticos de investigación se complementaron con enfoques teóricos para extraer y predecir las «características generales» de la función de las células bipolares. Además, los investigadores estuvieron expuestos a diferentes tecnologías punta, desde el inmunoetiquetado hasta la microscopía electrónica para identificar las estructuras celulares y sinápticas. Uno de los hallazgos más importantes fue que los peces cebra procesan el color en un rango del espacio visual que iguala los entornos subacuáticos naturales, lo que sugiere que sus circuitos retinales han evolucionado para procesar información visual crítica a nivel conductual. Otros hallazgos clave en un modelo con ratones fueron que la causa probable de nistagmo —pequeños movimientos oculares de oscilación involuntaria visto en pacientes con ceguera nocturna estacionaria congénita— es la actividad en los circuitos internos de la retina. Ubicar el origen de esta afección podría facilitar el descubrimiento de terapias.

Más información sobre las retinopatías

Aunque en las personas con discapacidad visual los fotorreceptores se degeneran y —en el peor de los casos— se pierden, gran parte de la función de las células bipolares se conserva. Esto convierte las células bipolares en una diana importante para varias terapias que buscan reemplazar o recuperar la función fotorreceptora. En este sentido, switchBoard generó conocimientos sobre cómo las células bipolares cambian su morfología y funcionalidad y se conectan con otras neuronas, todo lo cual contribuirá al desarrollo de terapias. «Al asegurar que estos quince jóvenes investigadores internacionales hayan recibido una formación en profundidad en neurociencia experimental y computacional, neurotecnología y biomedicina, el proyecto ha contribuido hacia las próximas generaciones de científicos jóvenes especializados en la retina, además de hacia la capacidad de la Unión Europea para afrontar problemas de salud», dice Euler.

Palabras clave

switchBoard, retina, fotorreceptores, ojos, visual, cerebro, células bipolares, visión, células ganglionares, neurona, nervio óptico

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