Uso de estímulos visuales en ciernes para evaluar la visión del ratón

El sistema visual comienza en la retina, donde las señales visuales son capturadas por los fotorreceptores, canalizadas a las células bipolares (2 neuronas de orden^ND) y finalmente pasadas a las células ganglionas (3 neuronas de orden^Rd). Retina 2^ND-y 3 las neuronas de orden^Rdse cree que forman múltiples vías neuronales que transmiten aspectos particulares de la señalización visual como el color, movimiento, o forma. Estas diversas características visuales se transmiten al núcleo del geniculato lateral y a la corteza visual. En cambio, las señales visuales que conducen al movimiento ocular se envían al coliculus superior. Clásicamente, se han identificado dos vías retino-corticales: las vías magnocelulares y parvocelulares. Estas vías codifican objetos móviles y estacionarios, respectivamente, y su existencia encarna el concepto básico de procesamiento paralelo^{1,2,3,4,5, 6}. Recientemente, más de 15 tipos de células bipolares^7,8,9,10,11 y células ganglio^{12,13,14 ,}se han notificado^15,16 en la retina de muchas especies, incluyendo la retina del primates. Estas células se distinguen no sólo por los aspectos morfológicos, sino también por la expresión de marcadores distintivos y genes^8,10,17,18, sugiriendo que varias características de las señales visuales se procesan en paralelo, lo que es más complicado de lo previsto originalmente.

Las tecnologías celulares y moleculares han contribuido a nuestra comprensión del procesamiento visual y los posibles mecanismos de enfermedades que pueden surgir de un procesamiento visual aberrante. Tal comprensión puede contribuir al desarrollo de los ojos artificiales. Aunque los exámenes y análisis celulares ofrecen un conocimiento profundo a nivel celular, una combinación de experimentos de comportamiento y experimentos celulares aumentaría significativamente nuestra comprensión actual de los procesos visuales minutuales. Por ejemplo, Yoshida et al.¹⁹ encontraron que las células de amacrinas Starburst son las neuronas clave para la detección de movimiento en la retina del ratón. Después de los experimentos celulares, realizaron el experimento conductual de nistagmo optocinético (OKN) para mostrar que los ratones mutantes en los que las células de amacrina StarBurst eran disfuncionales no respondieron a objetos en movimiento, confirmando así su Investigaciones. Además, Pearson et al.²⁰ realizaron un trasplante de fotorreceptores en la retina del ratón para restaurar la visión en ratones enfermos. No solo realizaron experimentos celulares, sino que también midieron el comportamiento del ratón mediante el uso de grabaciones de respuesta optomotora y tareas de laberinto de agua, lo que permitió a Pearson et al. verificar que los fotorreceptores transplantados restauraron la visión en los anteriormente ciegos Ratones. Tomados en conjunto, los experimentos de comportamiento son herramientas sólidas para evaluar la visión del ratón.

Hay varios métodos disponibles para medir la visión del ratón. Estos métodos tienen ventajas y limitaciones. El ERG in vivo proporciona información sobre si la retina del ratón, particularmente los fotorreceptores y las células bipolares, responde adecuadamente a los estímulos ligeros. Erg se puede probar en condiciones escotópica o fotópica^21,22. Sin embargo, el ERG requiere anestesia, lo que podría afectar a la medición de salida²³. El reflejo optocinético (OKR) o la respuesta optomotora (OMR) es un método robusto para evaluar la sensibilidad al contraste y la resolución espacial, ambos componentes funcionales de la visión del ratón. Sin embargo, OKR requiere cirugía para sujetar un dispositivo de fijación al cráneo del ratón²⁴. OMR no requiere ni cirugía ni entrenamiento del ratón; sin embargo, requiere entrenamiento para permitir que un experimentador detecte subjetivamente los movimientos sutiles de la cabeza del ratón en respuesta a una rejilla en movimiento en un tambor óptico ^25,26. Reflejo de la luz de la pupila mide la constricción de la pupila en respuesta a estímulos ligeros, que no requiere anestesia y exhibe respuestas objetivas y robustas ¹⁹. Aunque el reflejo de la pupila simula la respuesta de la luz retiniana in vivo, el reflejo está mediado principalmente por las células de ganglión retinianas intrínsecamente fotosensibles (ipRGCs) ²⁷. Debido a que los ipRGCs representan una pequeña minoría de RGCs y no sirven como células ganglionadoras convencionales que forman imágenes, esta medición no proporciona información relativa a la mayoría de las células ganglionarias.

El experimento de luz inminente no se ha considerado previamente una prueba importante para medir la visión del ratón. Sin embargo, también es una prueba de visión robusta y confiable a través de varias especies, como el ratón^28,29, pez cebra³⁰, Locust^31,32, y Human^{33,34, 35}. es importante destacar que el experimento que se avecina es uno de los pocos métodos para probar el camino de formación de imágenes-no es una vía de reflejo-dado el visual y los sistemas límbicos en el sistema nervioso central están involucrados en este circuito^{36, 37,38}. Hemos establecido un sistema de estímulo visual inminente y hemos demostrado su capacidad para provocar la detección de movimiento en el ratón, que utilizamos como un proxy para evaluar la intacacidad del sistema visual del ratón.