Selectividad de tono de circuitos recurrentes en Drosophila | 20 MAY 24

¿Cómo convierte el cerebro ondas de luz en experiencias de color?

Identifican los circuitos cerebrales involucrados en la percepción del color
Autor/a: Christenson, MP, Sanz Diez, A., Heath, SL et al.  Fuente: Nat Neurosci (2024)  Hue selectivity from recurrent circuitry in Drosophila

Un estudio sobre la mosca de la fruta revela circuitos de células cerebrales que podrían ser la base de cómo las criaturas grandes y pequeñas ven las longitudes de onda de la luz como tonos ricos en información

Percibir algo (cualquier cosa) a tu alrededor es tomar conciencia de lo que tus sentidos están detectando. Hoy, neurocientíficos de la Universidad de Columbia identifican, por primera vez, circuitos de células cerebrales en moscas de la fruta que convierten señales sensoriales crudas en percepciones de color que pueden guiar el comportamiento. 

Sus hallazgos fueron publicados en la revista Nature Neuroscience.

Selectividad de tono de circuitos recurrentes en Drosophila

Resumen

En la percepción del color, las longitudes de onda de la luz reflejada por los objetos se transforman en cantidades derivadas de brillo, saturación y tono. Se ha informado de neuronas que responden selectivamente al tono en la corteza de los primates, pero se desconoce cómo se produce su estrecha sintonía en el espacio de color mediante mecanismos de circuito ascendentes. Informamos el descubrimiento de neuronas en el lóbulo óptico de Drosophila con propiedades selectivas de tono, lo que permite el análisis a nivel de circuito del procesamiento del color. A partir de nuestro análisis de un volumen de microscopía electrónica de un cerebro completo de Drosophila, construimos un modelo de circuito restringido por conectómica que explica esta selectividad de tono. Nuestro modelo predice que las conexiones recurrentes en el circuito son críticas para generar selectividad de tono. Los experimentos que utilizan manipulaciones genéticas para perturbar la recurrencia en moscas adultas confirman esta predicción. Nuestros hallazgos revelan una base de circuito para la selectividad de tono en la visión del color.


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“Muchos de nosotros damos por sentado los ricos colores que vemos todos los días: el rojo de una fresa madura o el marrón intenso de los ojos de un niño. Pero esos colores no existen fuera de nuestro cerebro”, dijo Rudy Behnia , PhD, investigador principal del Instituto Zuckerman de Columbia y autor correspondiente del artículo. Más bien, explicó, los colores son percepciones que el cerebro construye a medida que da sentido a las longitudes de onda de luz más largas y más cortas detectadas por los ojos.  

"Convertir las señales sensoriales en percepciones sobre el mundo es la forma en que el cerebro ayuda a los organismos a sobrevivir y prosperar", dijo el Dr. Behnia. 

 "Preguntar cómo percibimos el mundo parece una pregunta sencilla, pero responderla es un desafío", añadió el Dr. Behnia. "Mi esperanza es que nuestros esfuerzos por descubrir los principios neuronales que subyacen a la percepción del color nos ayuden a comprender mejor cómo los cerebros extraen las características en el entorno que son importantes para sobrevivir cada día”. 

 En su nuevo artículo, el equipo de investigación informa haber descubierto redes específicas de neuronas, un tipo de célula cerebral, en moscas de la fruta que responden selectivamente a varios tonos. El tono denota los colores percibidos asociados con longitudes de onda específicas, o combinaciones de longitudes de onda de luz, que en sí mismas no son inherentemente coloridas. Estas neuronas selectivas de tono se encuentran dentro del lóbulo óptico, el área del cerebro responsable de la visión. 

Entre los tonos a los que responden estas neuronas se encuentran aquellos que las personas percibirían como violeta y otros que corresponden a longitudes de onda ultravioleta (no detectables por los humanos). La detección de tonos ultravioleta es importante para la supervivencia de algunas criaturas, como las abejas y quizás las moscas de la fruta; muchas plantas, por ejemplo, poseen patrones ultravioleta que pueden ayudar a guiar a los insectos hacia el polen. 

 Los científicos habían informado anteriormente sobre el hallazgo de neuronas en el cerebro de los animales que responden selectivamente a diferentes colores o matices, por ejemplo, rojo o verde. Pero nadie había podido rastrear los mecanismos neuronales que hacían posible esta selectividad tonal. 

 

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