Aspecto de una célula ganglionar retiniana intrínsecamente fotosensible (ipRGC) en la retina de un ratón vista a través de la pupila. Las flechas blancas apuntan a los diferentes tipos de células con las que trabaja en red: otros subtipos de células ipRGC (rojo, azul y verde) y células retinianas que no son ipRGC (rojo). La barra blanca tiene 50 micrómetros de largo, aproximadamente el diámetro de un cabello humano. (Imagen de Franklin Caval-Holme)
Los ojos en desarrollo de un feto humano pueden sentir la luz en el segundo trimestre, que va de la semana 13 hasta el final de la semana 26 del embarazo, sugiere una nueva investigación.
El desarrollo de un bebé adquiere un significado especial en el segundo trimestre de gestación: ya tiene órganos, nervios y músculos que funcionan. A las 16 semanas de embarazo, sus ojos pueden moverse lentamente.
Sin embargo, su retina, tejido sensible a la luz situado en la superficie interior del ojo, y encargada de transformar la luz en un impulso nervioso que viaja hasta el cerebro para convertirse en imágenes del mundo, todavía está en desarrollo.
Hasta ahora se pensaba que las células sensibles a la luz de la retina en desarrollo eran como simples interruptores de encendido y apagado, que marcaban el ritmo del día y la noche.
Sin embargo, una nueva investigación desarrollada en la Universidad de California en Berkeley, ha descubierto que estas células simples no son simples interruptores.
Red de comunicación
En realidad, a esa edad tan temprana del desarrollo embrionario, las células sensibles a la luz de la retina se están comunicando entre sí y forman una red interconectada que transmiten a la retina la sensibilidad a la luz que poseen.
El efecto combinado de esa influencia de las células sobre el conjunto de la retina le otorga una sensibilidad a la luz extraordinaria.
Eso significa que un bebé en desarrollo, probablemente antes de que la madre sienta los primeros movimientos en su útero, es capaz de percibir la luz en el seno materno, mucho antes también de que pueda percibir una imagen.
Los investigadores sospechan que esta sensibilidad tan prematura puede mejorar la influencia de la luz en el comportamiento y el desarrollo del cerebro de una forma totalmente inimaginable hasta ahora.
Fotosensibilidad especial
Todo gira en torno a las así llamadas células ganglionares retinianas fotosensibles intrínsecamente (ipRGCs), un tipo de neurona situada en la retina del ojo de los mamíferos que informa sobre la duración del día y de la noche.
Estas células son diferentes a otros fotorreceptores de la retina, como las células de bastoncillo y conos, ya que responden más lentamente y señalan la presencia de luz a largo plazo, además de proporcionar una representación estable de la intensidad de la luz ambiental.
La autora principal de la nueva investigación, Marla Feller, ya había establecido en una investigación anterior que la actividad eléctrica espontánea de estas células en el ojo durante el desarrollo, era fundamental para configurar las redes cerebrales correctas y procesar las imágenes, llegado el momento de madurez de la retina.
Son estas células las que generan las así llamadas ondas retinianas, explosiones espontáneas que se propagan en forma de onda a través de la retina en desarrollo. Estas ondas ocurren antes de la maduración de las células de bastoncillo y conos y antes de que pueda ocurrir la visión.
El desarrollo de un bebé adquiere un significado especial en el segundo trimestre de gestación: ya tiene órganos, nervios y músculos que funcionan. A las 16 semanas de embarazo, sus ojos pueden moverse lentamente.
Sin embargo, su retina, tejido sensible a la luz situado en la superficie interior del ojo, y encargada de transformar la luz en un impulso nervioso que viaja hasta el cerebro para convertirse en imágenes del mundo, todavía está en desarrollo.
Hasta ahora se pensaba que las células sensibles a la luz de la retina en desarrollo eran como simples interruptores de encendido y apagado, que marcaban el ritmo del día y la noche.
Sin embargo, una nueva investigación desarrollada en la Universidad de California en Berkeley, ha descubierto que estas células simples no son simples interruptores.
Red de comunicación
En realidad, a esa edad tan temprana del desarrollo embrionario, las células sensibles a la luz de la retina se están comunicando entre sí y forman una red interconectada que transmiten a la retina la sensibilidad a la luz que poseen.
El efecto combinado de esa influencia de las células sobre el conjunto de la retina le otorga una sensibilidad a la luz extraordinaria.
Eso significa que un bebé en desarrollo, probablemente antes de que la madre sienta los primeros movimientos en su útero, es capaz de percibir la luz en el seno materno, mucho antes también de que pueda percibir una imagen.
Los investigadores sospechan que esta sensibilidad tan prematura puede mejorar la influencia de la luz en el comportamiento y el desarrollo del cerebro de una forma totalmente inimaginable hasta ahora.
Fotosensibilidad especial
Todo gira en torno a las así llamadas células ganglionares retinianas fotosensibles intrínsecamente (ipRGCs), un tipo de neurona situada en la retina del ojo de los mamíferos que informa sobre la duración del día y de la noche.
Estas células son diferentes a otros fotorreceptores de la retina, como las células de bastoncillo y conos, ya que responden más lentamente y señalan la presencia de luz a largo plazo, además de proporcionar una representación estable de la intensidad de la luz ambiental.
La autora principal de la nueva investigación, Marla Feller, ya había establecido en una investigación anterior que la actividad eléctrica espontánea de estas células en el ojo durante el desarrollo, era fundamental para configurar las redes cerebrales correctas y procesar las imágenes, llegado el momento de madurez de la retina.
Son estas células las que generan las así llamadas ondas retinianas, explosiones espontáneas que se propagan en forma de onda a través de la retina en desarrollo. Estas ondas ocurren antes de la maduración de las células de bastoncillo y conos y antes de que pueda ocurrir la visión.
No están ciegos
"Pensábamos que el feto humano era ciego en este momento del desarrollo, que las células ganglionares estaban conectadas al cerebro, pero no a gran parte del resto de la retina en ese momento. Ahora, resulta que están conectadas entre sí”, añade Feller en un comunicado.
Para observarlo, los investigadores combinaron imágenes de calcio de dos fotones, registro eléctrico de células enteras, farmacología y técnicas anatómicas.
La red que observaron los investigadores no solo detecta la luz, sino que responde a la intensidad de la luz, que puede variar casi mil millones de veces.
Los investigadores también obtuvieron evidencias de que el circuito ipRGC se sintoniza para adaptarse a la intensidad de la luz, lo que probablemente tiene un papel importante en el desarrollo, según Feller.
Lo que antes se pensaba, que estas células retinianas eran meros interruptores, en realidad lo que hacen es codificar diferentes intensidades de luz, y procesan así mucha más información de la que se les había atribuido inicialmente.
"Pensábamos que el feto humano era ciego en este momento del desarrollo, que las células ganglionares estaban conectadas al cerebro, pero no a gran parte del resto de la retina en ese momento. Ahora, resulta que están conectadas entre sí”, añade Feller en un comunicado.
Para observarlo, los investigadores combinaron imágenes de calcio de dos fotones, registro eléctrico de células enteras, farmacología y técnicas anatómicas.
La red que observaron los investigadores no solo detecta la luz, sino que responde a la intensidad de la luz, que puede variar casi mil millones de veces.
Los investigadores también obtuvieron evidencias de que el circuito ipRGC se sintoniza para adaptarse a la intensidad de la luz, lo que probablemente tiene un papel importante en el desarrollo, según Feller.
Lo que antes se pensaba, que estas células retinianas eran meros interruptores, en realidad lo que hacen es codificar diferentes intensidades de luz, y procesan así mucha más información de la que se les había atribuido inicialmente.
Referencia
Gap Junction Coupling Shapes the Encoding of Light in the Developing Retina. Franklin Caval-Holme, Marla B. Feller. Current Biology. November 07, 2019. DOI:https://doi.org/10.1016/j.cub.2019.10.025
Gap Junction Coupling Shapes the Encoding of Light in the Developing Retina. Franklin Caval-Holme, Marla B. Feller. Current Biology. November 07, 2019. DOI:https://doi.org/10.1016/j.cub.2019.10.025