Las células nerviosas de los ratones ciegos conservan su función visual
Buenas noticias para los implantes de retina
A menudo se habla de la retina como de un "puesto avanzado del cerebro"; después de todo, los pasos importantes en el procesamiento de las señales visuales no tienen lugar en el cerebro, sino en las células nerviosas del ojo. Cuando la luz incide en la retina, las células sensoras se activan y envían señales eléctricas a las capas de células nerviosas situadas justo detrás de ellas. Desde allí, las señales se transmiten al cerebro.
Matrices de microelectrodos impresas y configuración de patch-clamp para registrar la actividad neuronal de la retina de ratón ex vivo
Technische Universität Wien
Sin embargo, hasta ahora no estaba claro cómo procesaban las células nerviosas las señales de la retina. Experimentos realizados en la TU Wien (Viena) han demostrado que las células nerviosas de la retina (las llamadas células ganglionares de la retina) pueden asumir diferentes funciones y, por tanto, cumplir individualmente diferentes tareas para la visión. Conservan esta capacidad incluso cuando se degeneran partes de la retina, lo cual es una buena noticia para recuperar la vista en personas ciegas mediante implantes electrónicos de retina, por ejemplo.
Células diferentes, patrones de señalización diferentes
"Cuando la luz incide sobre los fotorreceptores de la retina, se generan señales eléctricas en las células nerviosas que hay detrás", explica Paul Werginz, del Instituto de Electrónica Biomédica de la Universidad Técnica de Viena. "Pero no todas las células nerviosas producen la misma secuencia de señales". Cuando se enciende o apaga la luz, ciertos tipos de células nerviosas se activan siempre. Sin embargo, en algunas células la frecuencia de las señales disminuye rápidamente, mientras que otras se mantienen en un nivel de actividad comparativamente alto y siguen emitiendo una señal eléctrica intensa.
No está claro cuál es la causa de estos diferentes patrones de actividad. Después de todo, debería esperarse que las células del mismo tipo se comportaran de forma similar. "Para nosotros, la pregunta era: si las células ganglionares de la retina se comportan de forma diferente, ¿se debe a que están integradas en circuitos biológicos distintos y, por tanto, reciben señales de entrada diferentes? ¿O existe una diferencia intrínseca basada en principios biofísicos que hace que estas células produzcan señales diferentes, aunque reciban entradas idénticas?", afirma Paul Werginz. "En el segundo caso, se podría asignar a cada tipo de célula ganglionar su propio ID de componente, por así decirlo".
Impulsos eléctricos en lugar de luz
Para comprobarlo, los investigadores utilizaron retinas explantadas de ratones en las que toda la red neuronal se mantiene funcional durante varias horas. A continuación, se puede estimular la actividad de las células ganglionares de la retina de dos formas distintas: O bien irradiando la retina con luz e investigando después cómo reaccionan las células ganglionares, o bien estimulando directamente las células ganglionares mediante corriente eléctrica. La inyección directa de corriente eléctrica permite investigar las propiedades de las neuronas incluso sin implicar a las células que normalmente les proporcionan la entrada.
"Descubrimos que cuando estimulamos directamente las células con corriente eléctrica, éstas muestran un patrón de señalización muy similar al que producen cuando se exponen a la luz", afirma Paul Werginz. "Las células ganglionares que muestran un patrón de mayor actividad durante un periodo de tiempo más largo cuando se exponen a la luz también lo hacen cuando se estimulan eléctricamente".
Esto significa que la diferencia entre los patrones de señalización de estas células no se debe únicamente a que reciban entradas diferentes en el circuito retiniano: la tendencia a producir secuencias de señalización más largas o más cortas es una propiedad intrínseca de las células.
"Esto es asombroso, pero es probable que sea muy importante para el procesamiento de señales y la visión", opina Paul Werginz. "Estas diferencias entre los tipos celulares surgen probablemente muy pronto, durante la fase de desarrollo de la retina".
Diferencias estables, incluso con ceguera
Queda una pregunta importante: si se trata de propiedades intrínsecas de las células, ¿permanecen estables aunque las células pierdan su función original, por ejemplo, si los fotosensores de la retina dejan de funcionar? Cabría suponer que el comportamiento de las células cambiaría en este caso. Después de todo, se ha observado a menudo que las células nerviosas que ya no se necesitan se reorganizan dentro del cerebro. Por ejemplo, si se pierde un dedo, las células nerviosas responsables de las señales sensoriales de ese dedo no permanecen inactivas, sino que se reorganizan y se reutilizan para otros fines.
Sin embargo, esto es diferente en el caso de las células ganglionares de la retina: "Examinamos las células de ratones que habían estado ciegos durante 200 días, y sus células ganglionares de la retina seguían mostrando exactamente las mismas propiedades: algunas podían activarse durante un breve periodo de tiempo con una entrada eléctrica, otras durante más tiempo", explica Paul Werginz. Por tanto, las células conservan su capacidad intrínseca de emitir determinadas señales.
Se trata de una buena noticia para el desarrollo de implantes de retina que utilizan la estimulación eléctrica a través de miles de electrodos para sustituir los fotorreceptores perdidos en pacientes ciegos, afirma Paul Werginz: "Si existen diferencias estables entre los distintos tipos celulares, las células ganglionares existentes podrán utilizarse incluso después de la ceguera y en el futuro podrán desarrollarse mejores estrategias de estimulación para ellas."
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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