Ojos que ‘ven’ sin un cerebro
¿Cómo pueden los renacuajos ver sin sus ojos estar conectados directamente al cerebro? La respuesta podría conducirnos a nuevas invenciones para paliar la ceguera.
Investigadores de Universidad Tufts demostraron que ojos trasplantados localizados lejos de la cabeza en un animal vertebrado puede proporcionar visión sin requerir una conexión neural directa al cerebro. En esta imagen, un renacuajo “ciego” sin sus ojos normales puede ver utilizando los ojos ectópicos localizados en su cola (Área oscura en la sección media del estómago). (Crédito: D. Blackiston and M. Levin/Tufts University)
Renacuajos con ojos trasplantados localizados lejos de la cabeza pueden ‘ver’ sin una conexión neuronal directa hacia el cerebro, descubrieron biólogos de Universidad Tufts.
La investigación arrojó nueva luz, literalmente, a una de las preguntas más importantes de la medicina regenerativa, la bioingeniería y la investigación de aumento sensorial.
“Nuestra investigación revela una gran habilidad del cerebro, o plasticidad, para procesar información visual en ojos colocados fuera de lugar, incluso si están localizados lejos de la cabeza”, indicó Douglas J. Blackiston, quien junto a Michael Levin encabezaron esta investigación.
La investigación muestra que puede no requerirse conexiones específicas al cerebro cuando se tratan enfermedades sensoriales, tales como la ceguera, indicó Levin.
El equipo removió quirúrgica mente los ojos de varios renacuajos, los marcó con proteínas fluorescentes y los injertó posteriormente en la región posterior de embriones recipientes. Esto indujo el crecimiento de ojos ectópicos (localizados lejos de su posición normal). Los ojos naturales de los recipientes se removieron, quedando sólo con los ojos ectópicos.
El uso de microscopía fluorescente reveló patrones de regeneración del nervio que se conectó a la médula espinal pero ninguno de los animales desarrolló nervios que conectaran los ojos ectópicos hacia el cerebro o la región craneal.
Para determinar si los ojos ectópicos podían recibir información, el equipo desarrolló un sistema de entrenamiento visual controlado por computadora en el cual algunos cuadrantes de agua fueron iluminados con luz roja o luz azul utilizando LEDs. El sistema administraba un pequeño choque eléctrico a los renacuajos nadando en un cuadrante particular. Un sistema de detección de movimiento conjuntamente con una cámara y un programa de computación permitió a los científicos vigilar y grabar el movimiento y velocidad de los renacuajos.
El equipo realizó algunos descubrimientos importantes: más del 19 por ciento de animales con nervios ópticos conectados a la médula espinal mostraron respuestas aprendidas a las luces. Se alejaban nadando de la luz roja mientras la luz azul estimulaba el movimiento natural.
La respuesta a las luces durante el experimento no fue distinta de otro grupo experimental de renacuajos con ojos naturales intactos. Lo que es más, este tipo de respuesta no fue observada en renacuajos sin ojos o renacuajos normales que no habían recibido ninguna descarga eléctrica.
El descubrimiento señala una plasticidad sorprendente en la habilidad cerebral de incorporar señales de varias regiones del cuerpo.
“Los ojos ectópicos pudieron desarrollar una función visual”, dijo Blackiston. “El cerebro reconoció información visual de ojos conectados a la espina dorsal. Aún debemos determinar si esta plasticidad en cerebros vertebrados se extiende a otros órganos ectópicos en distintas especies”.
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