Neurobiología y retina, una nueva aproximación

Alguna de las investigaciones actuales en torno al funcionamiento del ojo humano y en concreto de la retina, están proporcionando interesantes y novedosos modelos para explicar el origen de algunas patologías y posibles nuevos tratamientos.

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Una de ellas esla que lleva a cabo el Dr. Botond Roska, especialista en neurobiología, así como doctor en medicina, que trabaja en el Instituto para el Desarrollo Biomédico Friederic Miescher en Suiza. Roska asegura que la retina se puede comparar con un sorprendente y complejo ordenador biológico. Así, se ha convertido en algo parecido a un “hacker” de la visión, usando las técnicas propias de las neurociencias y la genética para aplicar la ingeniería inversa al funcionamiento de la retina e intentar entender mejor en última instancia como es este funcionamiento y cómo las “averías” provocadas por la enfermedad podrían ser reparadas. Continuación, os exponemos algunas de sus aseveraciones y propuestas que se derivan de sus investigaciones.

El sistema nervioso de los mamíferos está compuesto de miles de tipos diferentes de células neuronales, que se organizan en distintos circuitos que realizan importantes funciones. Por ejemplo, determinados circuitos neuronales localizados en la amígdala están relacionados con la reacción de miedo, otros en la médula espinal nos permiten andar y en la retina, estos circuitos extraen diferente información del mundo visual. Las razones médicas y biológicas para estudiar estos circuitos es que su mal funcionamiento se manifestará como desórdenes de ansiedad, de movilidad o de ceguera, respectivamente. Para tratar estas patologías, es preciso conocer cómo funciona cada uno de los circuitos involucrados.

El objetivo de los estudios de Roska es combinar diferentes disciplinas que incluyen la genética de los ratones, la biología del trazado viral molecular, la electrofisiología y el denominado “two-photon imaging”, para comprender la estructura y la función de los circuitos locales en las diferentes fases del procesado visual. Sus investigaciones se centran en el punto de entrada de este procesamiento: la retina. Ésta representa un excelente modelo para el estudio de la función y estructura de los circuitos neuronales. En primer lugar, se aisla y mantiene fácilmente “in vitro”. En segundo, su estímulo natural, los patrones de luz que cambian dinámicamente, pueden ser cuantificados y expuestos fácilmente. Y por último, es posible registrar la actividad neuronal de la mayoría de tipos de célula. La retina se puede ver como un conjunto de circuitos aislados, en el sentido que no recibe estímulos de otras partes del sistema nervioso. Este hecho la convierte en un modelo atractivo, puesto que cualquier procesamiento detectado será atribuible a los circuitos contenidos en ella.

A pesar de bastantes años de investigaciones, la comprensión del funcionamiento de estos circuitos todavía es muy rudimentaria. Uno de los retos a la hora e explicar la función de los mismos, lo constituye el hecho de que ésta está generalmente interrelacionada y que se realizan procesos en paralelo. Al menos una docena de tipos de células ganglionares morfológica y funcionalmente distintas, extraen diferentes propiedades de las imágenes captadas.

Las investigaciones se llevan a cabo mediante tres vías paralelas.

En primer lugar, estudiar el procesamiento que ocurre en la retina. Se registra la actividad de las células ganglionares identificadas genéticamente y se varían los patrones de luz que se proyectan a los fotoreceptores, para establecer cuales de ellas responden a cada estímulo e intentar explicar las causas de esta selectividad.

En segundo lugar, los elementos utilizados para la recreación de esta retina, han de ser fácilmente manipulables para obtener un conocimiento de los principios generales del funcionamiento. Las cuestiones que les parecen más interesantes son: el procesamiento en paralelo, la plasticidad de la inhibición de circuitos, el desarrollo de la asimetría funcional y la función “microRNA” en las neuronas.

Y por último, usan todo su conocimiento del procesado visual, su habilidad para estimular células específicas y las herramientas ópticas y genéticas para desarrollar fotorreceptores artificiales en ratones para crear modelos de ceguera patológica donde se ha perdido la fotosensibilidad intrínseca de los receptores.

El objetivo final no es otro que reactivar la función perdida de la retina, al menos parcialmente, mediante el uso de estos receptores artificiales.

Foto: www.fens.org

Fuente: www-vison-research.eu

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