Examinando la visión de los ratones a través de tecnología avanzada

Los animales tienen diferentes maneras de ver el mundo dependiendo de dónde viven y qué hacen. Estas formas de ver están moldeadas por la evolución. En particular, los sistemas visuales de los animales están diseñados para coincidir con lo que encuentran naturalmente en su entorno. Por ejemplo, ciertas formas y colores son más comunes en la naturaleza, y los cerebros de los animales están conectados para notar estos patrones. Un buen ejemplo de esto es cómo algunos animales, incluyendo a los ratones, reaccionan más fuerte a orientaciones específicas de líneas o formas en su visión.

Los ratones tienen características únicas en sus ojos que les ayudan a sobrevivir. Pueden ver un área amplia y tienen una sensibilidad especial a ciertos tipos de luz. Sus ojos están ubicados en los lados de sus cabezas, lo que les da un campo de visión de alrededor de 280 grados. Esto les ayuda a estar alerta de su alrededor. Los ratones tienen un tipo de visión llamada visión de bastones y conos. Los bastones les ayudan a ver en poca luz, mientras que los conos les permiten ver colores. Los ratones tienen conos que son sensibles a la luz ultravioleta (UV) y a la luz verde, que es importante para ellos cuando miran su entorno, especialmente al tratar de detectar depredadores o encontrar comida.

Para estudiar cómo ven los ratones, los investigadores necesitan usar imágenes realistas que coincidan con lo que los ratones normalmente verían en la naturaleza. Sin embargo, ha habido desafíos para crear estas imágenes realistas para los ratones. Muchos estudios anteriores usaron imágenes grises simples que no capturaban completamente cómo los ratones perciben visualmente su entorno. Recientemente, se han desarrollado nuevas tecnologías que permiten a los investigadores presentar escenas visuales más realistas a los ratones y estudiar sus reacciones. Al usar cámaras especiales y iluminación, los científicos pueden crear imágenes que imitan lo que los ratones encontrarían naturalmente afuera.

En este estudio, construimos un equipo especial llamado domo hemisférico para mostrar imágenes realistas a los ratones mientras rastreamos sus movimientos oculares. Queremos saber cómo responden los ratones a estas imágenes y cómo se mueven sus ojos cuando ven diferentes tipos de información visual.

#Configuración del Domo Hemisférico

La configuración del domo hemisférico está diseñada para mostrar a los ratones estímulos visuales en los colores que pueden ver mejor, como la luz UV y la luz verde. El domo es una pantalla grande y curva que permite una amplia vista. Los ratones se colocan en el centro del domo y pueden moverse en una cinta de correr mientras sus ojos están fijos en su lugar. Usamos un sistema de cámara especial conectado a las cabezas de los ratones para monitorear sus movimientos oculares.

El domo está hecho de un material especial que refleja la luz correctamente, creando una experiencia brillante e inmersiva para los ratones. Dentro, tenemos un proyector que muestra imágenes en el domo. Este proyector ha sido modificado para mejorar la luz que produce, permitiendo una mejor visibilidad de la luz UV y verde. Medimos cuidadosamente la intensidad de la luz para asegurar que coincida con lo que los ratones encontrarían naturalmente al aire libre.

#Medición de la Respuesta Pupilar

Para comprobar si nuestra configuración es efectiva, medimos una respuesta llamada reflejo pupilar de luz (PLR). Este reflejo sucede cuando la pupila del ojo cambia de tamaño en reacción a diferentes niveles de luz. Cuando la luz es brillante, la pupila se hace más pequeña, y cuando la luz es tenue, se hace más grande. Al mostrar a los ratones diferentes niveles de luz UV y verde, observamos cómo responden sus pupilas. Encontramos que a medida que aumenta la intensidad de la luz, las pupilas se contraen más, confirmando que nuestra configuración del domo está funcionando como se esperaba.

#Seguimiento ocular y Estímulos

En nuestros experimentos, usamos el sistema de seguimiento ocular para seguir cómo mueven los ratones sus ojos cuando ven diferentes estímulos visuales. Comenzamos mostrando patrones en movimiento, como líneas flotantes, que se sabe que generan respuestas en los ratones. Estos patrones nos ayudan a evaluar si los ratones son capaces de realizar los movimientos oculares esperados. Al ajustar la dirección y velocidad de estos patrones, podemos ver cómo responden los ratones.

Más tarde, introducimos videos realistas de escenas al aire libre que filmamos con una cámara. Estos videos están diseñados para imitar los tipos de imágenes que un ratón encontraría en su hábitat natural. Mientras los ratones ven estos videos, seguimos rastreando sus movimientos oculares para analizar cómo reaccionan a diferentes escenas.

#Películas Naturalistas y Tamaño de la Pupila

Una vez que hemos establecido que los ratones pueden responder bien a patrones simples, pasamos a mostrarles películas naturalistas. Creemos que estas películas harán que las pupilas de los ratones reaccionen de manera similar a cómo lo hicieron con las pruebas de intensidad de luz. Presentamos las películas en bloques, alternando entre mostrar un conjunto de los mismos clips de películas y varios clips aleatorios.

Al analizar su tamaño de pupila durante estas visualizaciones, encontramos que las pupilas cambian de tamaño en respuesta al brillo de los videos. Los resultados indican que las pupilas se contraen cuando las escenas son más brillantes y se dilatan cuando son más oscuras, justo como durante las pruebas de intensidad de luz anteriores.

#Saccades y Movimientos Oculares

A continuación, investigamos cómo mueven los ratones sus ojos al ver las películas. Nos enfocamos en los saccades, que son movimientos oculares rápidos usados para enfocarse en diferentes partes de una escena. Comparamos la frecuencia y dirección de estos saccades durante la visualización de la película y durante una pantalla en blanco.

Los ratones suelen mostrar una preferencia por mirar hacia su nariz (dirigido nasales) mientras ven una pantalla de color uniforme. Sin embargo, durante la película naturalista, sus movimientos oculares son más equilibrados, permitiendo tanto movimientos nasales como temporales (lejos de la nariz). Esto sugiere que los ratones están muestreando activamente información de lo que ven, ajustando su mirada a medida que absorben la entrada visual.

#Análisis de la Posición Ocular

También investigamos la posición promedio de los ojos de los ratones. Encontramos que mientras los ratones ven las películas naturalistas, su posición promedio de los ojos se desplaza ligeramente hacia el lado nasal. Esto significa que aunque siguen viendo el video, están adaptando su mirada para capturar mejor las partes importantes de lo que están viendo.

Para investigar más si la posición ocular cambia con diferentes tipos de entrada visual, damos la vuelta a los videos. Sorprendentemente, no hay cambios significativos en la posición de sus ojos al ver los videos al revés en comparación con los regulares. Esto sugiere que, aunque los ratones son muy receptivos a las escenas naturales, pueden no ser tan sensibles a pequeños cambios en la disposición de esas escenas.

#Conclusiones

En resumen, nuestra configuración del domo hemisférico presenta eficazmente estímulos visuales naturalistas que involucran a los ratones. Al estudiar sus respuestas pupilares y movimientos oculares, aprendemos más sobre cómo interactúan con el mundo visual que les rodea.

Los ratones ajustan sus movimientos oculares según los tipos de escenas que ven, adaptándose para concentrarse en las áreas importantes de información visual. Los hallazgos contribuyen a nuestro entendimiento de la visión de los ratones y cómo estos animales muestrean su entorno, lo cual es crucial para su supervivencia.

Estudios futuros pueden utilizar esta configuración para explorar más cómo la información visual afecta el comportamiento y procesamiento visual de los ratones. Esperamos que estas ideas allanen el camino para más investigaciones sobre la percepción visual en otros animales también.