Cómo los mamíferos perciben los cambios de luz entre la noche y el día. Los investigadores de la Universidad de Aalto y la Universidad de Helsinki descubrieron que los ratones fueron mejores para encontrar una luz tenue en la oscuridad total en los experimentos realizados durante la noche en comparación con los realizados durante el día.Los científicos se sorprendieron al descubrir que este efecto tenía muy poco que ver con cualquier cambio en el ojo en sí, y en cambio estaba controlado por cómo los ratones realmente buscaban la luz en la oscuridad y cómo sus cerebros procesaban las señales en la noche frente al día.Los resultados son emocionantes para los neurocientíficos interesados en cómo pueden ver los animales y los humanos, y los biólogos interesados en cómo la hora del día altera nuestros cuerpos, incluido el procesamiento sensorial.
Muchos tipos de animales se comportan de manera diferente durante el día y la noche. Si bien se conoce desde hace tiempo el "reloj corporal", su efecto sobre cómo funcionan las diferentes partes del cuerpo todavía no se comprende por completo. Por ejemplo, los investigadores sabían que la retina, la parte del ojo que detecta la luz, tiene su propio ritmo circadiano. El equipo de las universidades de Aalto y Helsinki estaba interesado en ver si el reloj interno del ojo afectaba la visión, por lo que modificaron uno de sus experimentos anteriores para averiguarlo.
'Nuestro grupo de investigación es capaz de vincular si un mouse puede encontrar una luz tenue en la oscuridad a las señales nerviosas retinianas subyacentes del mouse en el límite de sensibilidad de la visión', dijo el profesor Petri Ala-Laurila, el líder del grupo de investigación '.nos permitió explorar cómo el ciclo día / noche cambia la capacidad visual del mouse, tanto en el nivel del circuito neural como en las respuestas de comportamiento en el límite de sensibilidad de la visión '
Encontrando tu camino en un laberinto oscuro
A principios de este año, el grupo del profesor Ala-Laurila demostró cómo los ojos de los ratones detectan una luz tenue en una oscuridad casi total. Esto les permitió vincular el comportamiento visual de los mamíferos con los impulsos neuronales individuales, una primicia mundial para la neurociencia.El experimento consistió en colocar un ratón en un laberinto en la oscuridad total, con una luz tenue al lado de la salida del laberinto. El ratón está entrenado para saber que la luz conduce a la salida. Repitieron este experimento para este nuevo estudio, haciendoalgunas de las pruebas durante el día y otras durante la noche. Observaron que el comportamiento cambiaba: los ratones eran mejores para detectar la luz por la noche que durante el día. Esperaban este resultado, pero también observaron que el nerviolos impulsos que partían de la retina no causaron la diferencia, lo cual fue una sorpresa.
Entonces, si las señales nerviosas de los ojos no cambian, ¿cómo podrían los ratones ver mejor por la noche? Los investigadores pudieron responder esto usando su nueva configuración de laboratorio. Una gran parte de la técnica inventada por el grupoen Aalto implica el uso de cámaras de visión nocturna de alta tecnología y su propio software basado en aprendizaje profundo para rastrear con precisión cómo se movían los animales y qué podían ver. El equipo observó que durante los experimentos nocturnos, los ratones buscaron la luz de manera más efectivaescaneando el entorno, por ejemplo, volteando más. Una vez que el grupo nocturno aprendió esta estrategia de comportamiento después de buscar en la noche, también pudieron usarla durante el día, resolviendo los rompecabezas del laberinto más rápido en experimentos diurnos que los ratones idénticos quenunca lo intenté por la noche.
'Anteriormente, no había sido posible medir el comportamiento con tanta precisión como nuestro grupo ahora puede hacerlo, por lo que los investigadores tuvieron que tratar a los ratones como si tuvieran un conjunto predefinido de reglas de comportamiento en experimentos como este. Es emocionante demostrar que incluso en el más simplede tareas, encontrar una luz en la oscuridad, los animales pueden usar estrategias de comportamiento muy diferentes y, además, podemos cuantificar las diferencias día / noche en ellas '', dijo Sanna Koskela, estudiante de doctorado en la Universidad de Helsinki y la primeraautor del artículo en Biología actual que publicó los resultados
efectos del reloj interno en el ojo
El equipo ahora espera investigar más a fondo los efectos que el ritmo circadiano tiene en el ojo. Aunque esta prueba específica no parece mostrar ningún efecto de señal a partir de la hora del día, es solo una de las muchas tareas visuales que el ojo puede realizar enbajo nivel de luz, y otros aún pueden mostrar influencia circadiana.
'Ahora tenemos una oportunidad notable para estudiar el rendimiento sensorial desde la retina hasta el comportamiento con poca luz, incluyendo cosas como cómo lo controla el ritmo circadiano. Nuestro próximo conjunto de experimentos explorará cómo el cerebro procesa las señales débiles que se originan de la luz creciente y decrecienteintensidades en la retina en diferentes momentos del día y de la noche. Esto nos ayudará a comprender más profundamente cómo los mamíferos ven a niveles bajos de luz ", dijo el profesor Ala-Laurila
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Materiales proporcionado por Universidad de Aalto . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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