Estudio sobre el degú entrega nuevas pistas sobre la visión binocular
Investigadores de las universidades Católica, de Chile y Finis Terrae, demostraron que este tipo de visión –propia de los humanos y otras especies– no está lista al nacer, sino que emerge semana a semana a medida que se producen cambios coordinados en el cráneo, ojo, retina y sistema nervioso central.
photo_camera El estudio, publicado en la revista PNAS, abre una nueva forma de entender por qué distintas especies ven el mundo de maneras tan diferentes. (Crédito fotográfico: Pexels)
Desde que nacen -tras noventa días de gestación- las crías de degú tienen los ojos abiertos y responden a estímulos visuales. Pero un grupo de investigadores notó algo que otros estudios no habían detectado: los ojos abiertos de las recién nacidas no están en la misma posición que en las especies adultas. Esa observación, aparentemente menor, motivó una investigación que fue publicada por la prestigiosa revista PNAS, que abre una nueva forma de entender por qué distintas especies ven el mundo de maneras tan diferentes.
“Aunque las crías de degú nacen muy maduras, con pelo y los ojos abiertos, su forma de ver el mundo todavía no es adulta. Ya responden a estímulos visuales, pero durante las primeras semanas de vida se va construyendo la capacidad de usar ambos ojos de manera integrada“, explica Macarena Faunes, bióloga, académica de la Escuela de Medicina Veterinaria de la Universidad Católica e investigadora principal del Núcleo Milenio EVOTEM.
A esta capacidad se la conoce como visión binocular, que es la percepción visual que ocurre cuando ambos ojos están alineados de modo que sus campos visuales se superponen, lo que permite percibir la profundidad, mejorar la agudeza visual y maximizar la sensibilidad en entornos de poca luz. Esta el tipo de visión que tiene el ser humano y los felinos, entre otras especies.
Para determinar cuándo y cómo los distintos componentes del sistema binocular se integran funcionalmente, los investigadores analizaron el desarrollo posnatal de la binocularidad en el degú (Octodon degus), un roedor endémico de Chile que vive en zonas montañosas, entre Vallenar y Curicó. “Es un animal diurno y social, y destaca por tener ojos relativamente grandes y un sistema visual muy desarrollado, a diferencia del ratón, lo cual ofrece una oportunidad única para estudiar cómo se desarrolla un sistema visual particularmente elaborado en un roedor”, explica la profesora Faunes.
Las órbitas oculares rotan después de nacer
Para reconstruir el ensamblaje posnatal del sistema visual binocular en el degú, el equipo combinó cinco técnicas: reconstrucciones 3D de cráneos por tomografía computarizada, mapeo de campos visuales, análisis de retina, rastreo de conexiones al cerebro y pruebas conductuales.
Los resultados anatómicos mostraron que, al quinto día de vida, el campo binocular mide apenas 25,5°; a los treinta días se expande a 54,2°, y en adultos alcanza casi 60°. Ese cambio ocurre porque las órbitas rotan progresivamente, con una correlación muy marcada con la expansión de la visión binocular.
La retina también se reorganiza. La zona de alta agudeza, que al nacer ocupa entre 60 y 70% de la superficie retiniana, se concentra hasta cubrir solo el 20% en adultos, lo que significa que la información visual se vuelve progresivamente más precisa. Al mismo tiempo, las conexiones entre la retina y el cerebro se expanden y refinan durante ese mismo período.
Para comprobar que esas transformaciones anatómicas se traducían en cambios reales en el comportamiento, los investigadores diseñaron dos pruebas que reproducen situaciones del mundo natural del degú. El objetivo era observar si percibían la diferencia de profundidad.
En la primera, los animales se desplazaban libremente sobre una plataforma de vidrio horizontal que abarcaba un lado poco profundo y un lado profundo, y se registró cómo reaccionaban al acercarse al límite entre ambas regiones. Las crías de cinco y nueve días cruzaron el borde sin detenerse. A partir del día número quince, mostraban la percepción de profundidad, ya que la mayoría se detuvo en el límite.
La segunda prueba evaluó cómo respondían ante una amenaza visual, reproduciendo en pantalla la señal que un depredador en vuelo genera en el campo visual de animales pequeños: una sombra que crece rápidamente. El estímulo se presentó desde arriba o desde el frente. Las crías más jóvenes quedaban inmóviles ante ambos tipos de señales. A partir del día quince el patrón cambió: frente al estímulo aéreo la respuesta mayoritaria pasó a ser el escape.
El estudio integró distintos tipos de análisis y reveló que la visión binocular emerge de una maduración coordinada. La forma de las órbitas -que rotan y convergen para apuntar los ojos hacia arriba-, la posición de los ojos -que siguen ese movimiento-, la retina -que reorganiza sus células para concentrar la agudeza visual en zonas precisas-, las conexiones entre la retina y el cerebro -que se expanden y refinan en paralelo-, y finalmente la conducta, que solo adquiere sus capacidades binoculares cuando los demás niveles anteriores han alcanzado su madurez.
El desarrollo como espejo de la evolución
Durante décadas, los científicos habían detectado que los animales con órbitas más orientadas hacia el frente –como los felinos- tienden a tener una visión binocular más amplia que los de ojos más laterales –como los conejos o las palomas-, pero solo al comparar especies adultas.
“Nuestro estudio muestra que esa relación entre la posición de los ojos y la binocularidad se observa también durante la maduración de un individuo. En el degú, los ojos y las órbitas cambian de posición después del nacimiento, y esas transformaciones ocurren en paralelo con el aumento del campo binocular superior”, afirma la bióloga.
De esta manera, el estudio refuerza la idea de que las alteraciones de la binocularidad pueden tener orígenes complejos y no necesariamente estar restringidas al ojo como estructura aislada. La académica destaca que este trabajo contribuye a ampliar las preguntas sobre cómo se forma la visión binocular y qué niveles del sistema visual deben coordinarse para que emerja una percepción integrada del espacio.
Sobre el punto de partida de la investigación, Faunes dice que “la observación inicial tuvo algo de casualidad, pero también había una pregunta científica detrás: muchas veces, los hallazgos nacen de mirar con atención algo simple y de contar con el marco y las herramientas adecuados para entenderlo”.
Nuevas preguntas e hipótesis
El grupo trabaja ahora para determinar si lo observado en este roedor también ocurre en otros mamíferos. Para eso están estudiando cómo cambia el cráneo durante el desarrollo en distintas especies, lo que permitirá determinar si estos procesos son particulares del roedor o si reflejan mecanismos compartidos por varias especies.
Además, el equipo explora la hipótesis de que el crecimiento y el movimiento del ojo ejercen fuerzas sobre la órbita y contribuyen a moldearla durante el desarrollo. “Esta hipótesis fue evaluada por Macarena Ruiz-Flores, primera autora junto con Alfonso Deichler, en su tesis doctoral, y corresponde a un resultado que esperamos publicar pronto”, anticipa Faunes.
Revisa el estudio:
