El procesamiento visual, estudiado al detalle
La clave del éxito del proyecto Neural Circuits, financiado por la UE, fue el empleo de células nerviosas de la retina de ratón, cuyos componentes se pueden activar y monitorizar fácilmente. Con el fin de clasificar las neuronas en tipos, se emplearon ratones transgénicos con células marcadas genéticamente. En concreto, se incorporaron proteínas exógenas a las células amacrinas, lo que permitió su activación y desactivación según resultase necesario. Las células amacrinas son interneuronas que generalmente se conectan con células ganglionares de la retina. El funcionamiento de la retina se basa en el efecto diferencial de la luz en función de su nivel (los bastones se activan en condiciones de poca intensidad o escotópicas, mientras que los conos lo hacen con la intensidad correspondiente a la luz del día). Mediante el empleo de microscopía de dos fotones y de un modelo de ratón que expresa una forma activada de la proteína fluorescente amarilla (EYFP), los investigadores registraron la actividad de las denominadas células PV1, neuronas ganglionares de tipo ON típicamente localizadas cerca de la superficie de la retina. Tal y como se había demostrado en investigaciones anteriores, las células PV1 carecen de campo receptivo para los estímulos que activan exclusivamente los bastones, mostrando sin embargo un claro antagonismo entre centro y entorno frente a los niveles de luz necesarios para la estimulación de los conos. Este fenómeno permite la detección de bordes y el aumento del contraste en la corteza visual. Los científicos descubrieron que el umbral para la activación de los conos ganglionares bipolares (de tipo ON) coincidía exactamente con la intensidad luminosa a la cual se produce la inhibición de las células PV1. Alcanzado este punto, se analizó el proceso de activación selectiva del entorno inhibitorio mediante manipulación clínica y medición electrofisiológica. Las evidencias experimentales apuntan a las células amacrinas como responsables de la regulación del entorno inhibitorio, empleando para ello el ácido gamma-aminobutírico (GABA) como neurotransmisor. Tanto la picrotoxina, un inhibidor de los receptores de GABA, como el bloqueante de los canales de sodio tetrodixina mostraron un efecto reductor de las corrientes inhibitorias, mientras que la estricnina, un antagonista de la glicina, no afectó al nivel de excitación. Además, una ligera inhibición GABAérgica mediada por las células bipolares de tipo ON resulta suficiente para que se produzca la activación de los conos. En términos generales, los resultados del proyecto han mostrado que un circuito neuronal es capaz de activar un amplio rango de células amacrinas con actividad GABAérgica, para lo cual se produce un acoplamiento eléctrico con conos bipolares de tipo ON regulable mediante la activación de los conos. Las conclusiones del proyecto Neural Circuits han permitido explicar el procesamiento de la información visual procedente de la retina. Las técnicas empleadas por los investigadores tienen también aplicaciones para el estudio de otras áreas del cerebro.
