7 de Abril de 2009
La Jolla, CA: alrededor de 1.25 millones de neuronas en la retina, cada una de las cuales ve el mundo solo a través de una pequeña ventana irregular llamada campo receptivo, forman colectivamente la imagen perfecta en la que confiamos para navegar por nuestro entorno. Los campos receptivos encajan como piezas de un rompecabezas, evitando los "puntos ciegos" y la superposición excesiva que podría nublar nuestra percepción del mundo, según investigadores del Instituto Salk de Estudios Biológicos.
En el número del 7 de abril de la revista Biblioteca Pública de Ciencias, Biología, los científicos dicen que sus hallazgos sugieren que el sistema nervioso opera con mayor precisión de lo que se había apreciado anteriormente y que las aparentes irregularidades en las células individuales en realidad pueden estar coordinadas y afinadas para aprovechar al máximo el mundo que nos rodea.
Cada neurona de la retina ve los mundos a través de una pequeña ventana de forma irregular. Estas regiones encajan como piezas de un rompecabezas, evitando el "punto ciego" y la superposición excesiva que podría nublar nuestra percepción del mundo.
Imagen: Cortesía del Dr. Jeffrey Gauthier, Instituto Salk de Estudios Biológicos.
Anteriormente, las irregularidades observadas de los campos receptivos individuales sugerían que la cobertura visual colectiva podría ser desigual e irregular, lo que podría plantear un problema para la visión de alta resolución. "La sorprendente coordinación que encontramos cuando examinamos una población completa indicó que los circuitos neuronales en la retina pueden muestrear la escena visual con alta precisión, tal vez de una manera que se acerque a la óptima para la visión de alta resolución", dice el autor principal. EJChichilnisky, Ph.D., profesor asociado en los Laboratorios de Neurobiología de Sistemas.
Toda la información visual que llega al cerebro es transmitida por las células ganglionares de la retina. Se cree que cada uno de los 20 tipos distintos de células ganglionares transmite una imagen visual completa al cerebro, porque el campos receptivos de cada tipo forman un entramado regular que cubre el espacio visual. Sin embargo, dentro de cada red regular, los campos receptivos de las células individuales tienen formas irregulares e inconsistentes, lo que podría resultar en una cobertura irregular del campo visual.
Para entender cómo el sistema visual supera este problema, el investigador postdoctoral y primer autor Jeffrey L. Gauthier, Ph.D., utilizó una serie de electrodos microscópicos para registrar la actividad de las células ganglionares en parches aislados de la retina, el tejido que recubre la parte posterior de la retina. ojo.
Después de monitorear cientos de células ganglionares durante varias horas, distinguió entre diferentes tipos de células en función de sus propiedades de respuesta a la luz. “A menudo, las personas graban desde muchas celdas simultáneamente, pero no saben qué celda pertenece a qué tipo”, dice Gauthier. Sin esta información, dice, no habría podido observar que los campos receptivos de las células vecinas de un tipo específico se entrelazan, complementando las formas irregulares de las demás.
“Los campos receptivos de los cuatro tipos de células que examinamos estaban coordinados con precisión”, dice, “pero no vimos ninguna coordinación entre células de diferentes tipos, lo que enfatiza la importancia de distinguir claramente un tipo celular de otro cuando se estudia la codificación sensorial de una población de neuronas.”
Los investigadores que también contribuyeron al trabajo incluyen a los becarios posdoctorales Greg D. Field, Ph.D., Martin Greschner, Ph.D. y Jonathon Shlens, Ph.D., todos en el Laboratorio Chichilnisky, así como al investigador posdoctoral Alexander Sher , Ph.D., y el profesor Alan M. Litke, Ph.D., ambos del Instituto de Física de Partículas de Santa Cruz, Universidad de California, Santa Cruz.
Este trabajo fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud, la Fundación Nacional de Ciencias, la Fundación Chapman, la Fundación Helen Hay Whitney, el Fondo Burroughs Wellcome, el Deutscher Akademischer Austauschdienst y la Fundación McKnight.
El Instituto Salk de Estudios Biológicos en La Jolla, California, es una organización independiente sin fines de lucro dedicada a los descubrimientos fundamentales en las ciencias de la vida, la mejora de la salud humana y la capacitación de futuras generaciones de investigadores. Jonas Salk, MD, cuya vacuna contra la poliomielitis casi erradicó la poliomielitis, una enfermedad paralizante en 1955, inauguró el Instituto en 1965 con un terreno donado por la ciudad de San Diego y el apoyo financiero de March of Dimes.
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