Ojos envían una señal inesperada al cerebro

Durante décadas, los libros de texto de biología han declarado que los ojos se comunican con el cerebro exclusivamente a través de un tipo de vía de señalización. Sin embargo, según muestra un nuevo descubrimiento de que algunas neuronas de la retina toman un camino menos transitado.

Una nueva investigación, dirigido por la Universidad de Northwestern, ha encontrado que un subconjunto de neuronas de la retina envía señales inhibitorias al cerebro. Antes, los investigadores creían que el ojo sólo envía señales excitadoras. (En pocas palabras: la señalización Excitatory hace neuronas para disparar más; señalización inhibidora hace neuronas al fuego menos.)

Los investigadores de Northwestern también encontraron que este subconjunto de neuronas de la retina está involucrado en comportamientos subconscientes, como la sincronización de los ritmos circadianos de los ciclos de luz / oscuridad y la constricción de la pupila a las luces brillantes intensos. Al entender mejor cómo funcionan estas neuronas, los investigadores pueden explorar nuevas vías por las que las influencias de luz nuestro comportamiento.

"Estas señales inhibitorias impiden nuestro reloj circadiano de restablecer a la luz tenue y prevenir la constricción de la pupila en condiciones de poca luz, los cuales son adaptables para la visión y la función diaria", dijo Tiffany de Northwestern Schmidt, quien dirigió la investigación. "Creemos que nuestros resultados proporcionan un mecanismo para comprender por qué nuestro ojo es tan exquisitamente sensibles a la luz, pero nuestros comportamientos subconscientes son relativamente insensibles a la luz."

La investigación será publicada en la edición del 1 de mayo de la revista Science.

Schmidt es profesor asistente de neurobiología en Weinberg Facultad de Artes y Ciencias de Northwestern. Takuma Sonoda, ex Ph.D. estudiante en el programa de la Universidad de Northwestern Interdepartamental de Neurociencia, es el primer autor del papel.

Para realizar el estudio, Schmidt y su equipo bloquearon las neuronas de la retina responsable de la señalización inhibitoria en un modelo de ratón. Cuando se bloqueó esta señal, tenue luz era más eficaz en el cambio de los ritmos circadianos de los ratones.

"Esto sugiere que hay una señal desde el ojo que inhibe activamente los ritmos circadianos realineación cuando los cambios de luz ambiental, lo que fue inesperado", dijo Schmidt. "Esto tiene algún sentido, sin embargo, porque no desea ajustar todo el reloj de su cuerpo durante perturbaciones menores en el ciclo de luz ambiental / oscuridad, sólo desea este ajuste masiva que tendrá lugar si el cambio en la iluminación es robusto."

El equipo de Schmidt también encontró que, cuando se bloquearon las señales inhibitorias de los ojos, las pupilas de ratones eran mucho más sensibles a la luz.

"Nuestra hipótesis de trabajo es que este mecanismo mantiene alumnos de la constricción de la luz muy baja," dijo Sonoda. "Esto aumenta la cantidad de luz que llega a la retina, y hace que sea más fácil de ver en condiciones de poca luz. Este mecanismo explica, en parte por lo menos, por qué sus alumnos a evitar la constricción hasta que se intensifica la luz brillante."

La investigación, "Un circuito inhibitorio no canónica amortigua la sensibilidad a la luz del comportamiento", fue apoyado por una beca Klingenstein-Simons en las neurociencias, la Fundación Alfred P. Sloan y los Institutos Nacionales de Salud (números de premios 1DP2EY022584, EY025202 T32 y F31 EY030360-01).

fuente: Northwestern University. "Eyes send an unexpected signal to the brain: A subset of retinal neurons communicates differently from the rest of the eye." ScienceDaily. ScienceDaily, 30 April 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/04/200430150201.htm>.