Los cielos arremolinados de la Noche estrellada de Vincent Van Gogh ilustran un misterio que ha eludido a los biólogos durante más de un siglo: ¿por qué percibimos el color azul en el cielo nocturno con poca luz? Un mecanismo recientemente descubierto de visión del color en ratones podría ayudarResponda esta pregunta, dicen los investigadores de Caltech.
El trabajo, que se realizó en el laboratorio de Markus Meister, Anne P. y Benjamin F. Biaggini Profesor de Ciencias Biológicas, se publicará el 14 de abril en la edición impresa de la revista Naturaleza .
En humanos, la visión está habilitada por dos tipos de células fotorreceptoras sensibles a la luz llamadas bastones y conos. Cuando estos fotorreceptores detectan la luz, envían una señal a neuronas especializadas en la retina llamadas células ganglionares de la retina, o RGC, que luego transmiten imágenesinformación al cerebro disparando pulsos eléctricos a lo largo del nervio óptico.
Un libro de texto de biología estándar probablemente explicaría que la visión en luz tenue está habilitada por detectores de luz sensibles a las barras que solo son capaces de producir visión en blanco y negro. La visión en color, por otro lado, está habilitada por conos, que están activosa la luz brillante. Los humanos tienen tres tipos de conos, y cada cono contiene un químico o pigmento sensible a la luz diferente, que reacciona a diferentes colores, o longitudes de onda, de la luz. Tenemos conos sensibles al rojo, verde y azul., y el cerebro percibe el color al comparar las diferentes señales que recibe de conos cercanos de cada tipo.
Para explorar si había o no otros modos de visión en color, Meister y su equipo estudiaron otro mamífero: el ratón. Estudios de comportamiento previos indicaron que los ratones son realmente capaces de alguna forma de visión en color. Al igual que en los humanos, esa visión dependeen señales de luz captadas por conos. Los ratones tienen dos tipos de conos: uno que es sensible a la luz verde de longitud de onda media y otro que es sensible a la luz ultravioleta UV de longitud de onda corta.
"Lo extraño del mouse es que estos dos tipos de conos están ubicados en diferentes partes de la retina", dice Meister. "Los ratones miran la parte superior del campo visual con sus conos UV y la parte inferior consus conos verdes. Queríamos saber cómo un ratón percibe el color cuando una parte determinada de la imagen se analiza con un solo cono u otro cono, lo que significa que el cerebro no puede comparar las dos señales de cono para determinar un color ".
Los investigadores descubrieron que cierto tipo de neurona en la retina del ratón, llamada célula ganglionar retiniana JAMB J-RGC, era crítica. Estas J-RGC pueden enviar señales de color al cerebro porque se disparan más rápido en respuesta a la luz verdey deja de disparar en respuesta a la luz ultravioleta. Curiosamente, los J-RGC se encendieron con luz verde incluso en la parte superior del campo visual, que no contenía conos verdes.
A través de experimentos adicionales, Meister y su equipo descubrieron cómo el J-RGC compara las señales de los conos ultravioleta con las señales de los bastones, que también son sensibles en la parte verde del espectro. Esto reveló, por primera vez, un antagonista esencialrelación entre los bastones y los conos de la retina. Los bastones excitan una neurona llamada célula horizontal, que luego inhibe los conos ultravioleta.
Meister y su colega, el primer autor Maximilian Joesch de la Universidad de Harvard, querían determinar cómo este sistema de visión en color sería útil para un mouse en su entorno natural. Para averiguarlo, instalaron una cámara con filtros que replicarían las longitudes de onda detectadascon las varillas y conos del mouse y lo usé para tomar imágenes de plantas y materiales que un mouse podría encontrar en la naturaleza.
Su búsqueda del tesoro fotográfico produjo dos materiales, semillas y orina de ratón, que eran mucho más visibles a través del sistema verde y ultravioleta del ratón que a través de la visión del color humano. Los investigadores especulan que los ratones necesitan semillas para sustento y usan la orina para socializarcomunicación, a través de "postes de orina", una forma de marcado territorial, podrían usar este mecanismo para encontrar comida y detectar vecinos.
Meister dice que hay razones para creer que esta misma vía, desde los bastones hasta las células horizontales y los conos, es responsable de la percepción humana del color azul con poca luz. En la retina humana, la célula horizontal inhibe preferentemente el rojoy conos verdes, pero no los conos azules.
"Con luz muy tenue, nuestros conos no reciben suficientes fotones para funcionar, pero continúan emitiendo una señal de línea de base de bajo nivel al resto de la retina que es independiente de la luz", explica. "Las barras sonactivo, sin embargo, y a través de la célula horizontal inhiben los conos rojo y verde. Debido a que esta señal de línea de base de los conos rojo y verde se suprime, parece que los conos azules son más activos. Para el resto de la retina, parececomo si todo en el campo de visión fuera azul "
Entonces, tal vez la elección del color de Van Gogh para el cielo nocturno fue una decisión biológica y artística ". El color ha intrigado a los científicos, artistas y poetas en toda la civilización humana. Nuestro artículo se suma a la comprensión de cómo esta calidad de lael mundo se percibe ", dice Meister.
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Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de California . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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