Fisiología de la Visión

En el laboratorio estudiamos la visión en distintos animales: peces, estomatópodos y cangrejos. En sus ganglios ópticos se integra la información visual que recoge la retina. De toda la información que integran estos animales, estamos especialmente interesados en la información referida a la polarización de luz.

En particular, estudiamos cómo trabajan los circuitos neuronales que procesan esta información. El fin último de nuestro trabajo es entender cómo es la representación interna que del mundo construyen los animales.

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Los animales evaluamos permanentemente lo que ocurre en nuestro entorno de manera de realizar comportamientos adaptativos. En el laboratorio estudiamos la visión en distintos animales (peces, estomatópodos y cangrejos). Nuestro animal favorito es un cangrejo que habita las costas del sur de Latinoamérica, el cangrejo Neohelice granulatus. Neohelice realiza comportamientos complejos guiados por la visión y presenta la particularidad de que tiene un campo visual total, aún cuando mire con uno solo de sus dos ojos. En sus ganglios ópticos se integra espacial y temporalmente la información visual que del entorno recoge la retina. De toda la información que integra el animal, estamos especialmente interesados en la información visual referida a la polarización de luz. En particular, estudiamos cómo se conforman y cómo trabajan los circuitos neuronales que procesan esta información. El fin último de nuestro trabajo es entender cómo es la representación interna que del mundo construyen los animales.
Las investigaciones que realizamos comprenden estudios comportamentales, morfológicos y fisiológicos del sistema nervioso. Estos últimos los hacemos a través de registros electrofisiológicos y de imágenes funcionales de calcio.

En el laboratorio estudiamos la sensibilidad por la polarización de la luz en distintos animales (peces, estomatópodos y cangrejos). Este es un tipo de sensibilidad visual de la que carecemos los humanos. Muy recientemente se descubrió que muchos animales pueden usar la información de polarización de la luz como una fuente de contraste visual. A partir de este tipo de contraste los animales extraen información de formas y movimiento. Recientemente descubrimos que el animal conque trabajamos, un cangrejo de espigados ojos verdes (también conocido como Neohelice granulatus), posee una fina visión de polarización.

Nuestrosprincipales objetivos son: entender qué características de la polarización de la luz utilizan los animales para segmentar las imágenes y cómo se realiza este procesamiento en el sistema nervioso.

A través de técnicas comportamentales y fisiológicas (registros electrofisiológicos e imágenes funcionales de fluorescencia, por ejemplo) estamos tratando de entender cómo se codifica la información de polarización en el sistema nervioso. En paralelo, desarrollamos una cámara de polarización para estudiar cómo se distribuye y varía la información de polarización en el ambiente donde viven los animales. Por último, lo aprendido en relación a la visión de polarización en animales intentamos aplicarlo al desarrollo de herramientas de microscopía que se basan en segmentar las imágenes incorporando la información de polarización de luz.

• Melanie Basnak, Verónica Perez-Schuster, Gabriela Hermitte y Martín Berón de Astrada.
  Polarized object detection in crabs: a two-channel system. Journal of Experimental Biology. (2018) 25: 221-231.
• Bengochea M y Martín Berón de Astrada.
  Organization of columnar inputs in the third optic ganglion of a highly visual crab. Journal of Physiology Paris. (2014). 108:61-70.
• Bengochea M, Berón de Astrada M, Tomsic D, Sztarker J.
  A crustacean lobula plate: morphology, connections and retinotopic organization. Journal of Comparative Neurology. (2018) 526:109-119.
• Tomsic D, Sztarker J, Berón de Astrada M, Oliva D.
  The predator and prey behaviors of crabs: from ecology to neural adaptations. Journal of Experimental Biology. (2017) 13:2318-2327.
• Berón de Astrada M, Bengochea M, Sztarker J, Delorenzi A, Tomsic D.
  Behaviorally related neural plasticity in the arthropod optic lobes. Current Biology. (2013). 23:1389-98.
• Berón de Astrada M, MedanV y Tomsic D.
  How visual space maps in the optic neuropils of a crab. Journal of Comparative Neurology. (2012). 519:1631-9.
• Tomsic D, Berón de Astrada M, Sztarker J, Maldonado H.
  Behavioral and neuronal attributes of short- and long-term habituation in the crab Chasmagnathus. Neurobiology of Learning and Memory. (2009) 92:176-182