Whoa! Renacuajos Mutantes Brotan Globos Oculares En Sus Colas

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Los renacuajos usan ojos implantados en sus colas para ver. El descubrimiento de la visión ocular ectópica puede ser una ventaja para la biología regenerativa y la tecnología de aumento.

Los investigadores afirman que los ojos conectados a la cola pueden ayudar a los renacuajos ciegos.

Estos científicos podrían ayudar a guiar las terapias que involucran implantes naturales o artificiales, agregaron los científicos.

Un obstáculo importante cuando se trata del tratamiento de la ceguera y otros trastornos sensoriales es cuánto se desconoce sobre el sistema nervioso y su capacidad para adaptarse al cambio. Para aprender más sobre la relación entre el cuerpo y el cerebro, los investigadores querían ver cuán capaz era el cerebro de interpretar datos sensoriales de ubicaciones "ectópicas" anormales de las que normalmente no recibe señales.

Ojo en la cola

Los científicos experimentaron con 134 renacuajos de la rana de garras africana Xenopus laevis, un animal de laboratorio común. Ellos cuidadosamente injertaron nuevos ojos en lugares como sus torsos y colas y luego les extirparon quirúrgicamente sus ojos originales. [Ver imágenes de los renacuajos de ojos impares]

"Trabajamos mucho para comprender la biología regenerativa, y eso implica experimentos que cambian el cuerpo", dijo a WordsSideKick.com el investigador Michael Levin, biólogo del desarrollo en la Universidad de Tufts. "Tenemos gusanos de cuatro cabezas, ranas de seis patas y muchas otras criaturas inusuales aquí como parte de nuestro trabajo sobre bioelectricidad y regeneración de órganos".

Estos renacuajos experimentales luego recibieron una prueba de visión que los investigadores primero refinaron en los renacuajos normales. Los renacuajos se colocaron en una arena circular, la mitad iluminada con luz roja y la mitad con luz azul, con el software cambiando regularmente la luz de color que recibieron las áreas. Cuando los renacuajos entraron en lugares iluminados por una luz roja, recibieron una pequeña descarga eléctrica. Una cámara de seguimiento de movimiento mantuvo las pestañas en donde estaban los renacuajos.

Sorprendentemente, los científicos encontraron que aparentemente podían ver seis renacuajos a los que se les habían implantado ojos en las colas, eligiendo permanecer en las áreas más seguras de luz azul.

Aquí, un primer plano del ojo que crece fuera de la cola de un renacuajo.

Aquí, un primer plano del ojo que crece fuera de la cola de un renacuajo.

Crédito: Douglas Blackiston

"El cerebro no está cableado para encontrar un ojo en la cola, ya que nunca ha sucedido antes y, por lo tanto, no es algo con lo que el cerebro haya evolucionado específicamente, y aún así puede reconocer que este parche de tejido proporciona información visual valiosa", dijo Levin. dijo.

"Estos hallazgos sugieren que el cerebro tiene una plasticidad notable y en realidad puede realizar un estudio de la configuración de su cuerpo para hacer uso de diferentes arreglos corporales", agregó Levin. "Si no fuera el caso, entonces cada vez que una mutación produce una mejora en el plan corporal, un gran cambio significativo en la anatomía, el animal morirá y la mutación beneficiosa se perderá".

Más bien, cuando una mutación hace un cambio en el plan corporal de un embrión, los programas cerebro-cuerpo que le dicen a un ojo que debe ver y una mano que debe agarrar, por ejemplo, "no se vuelvan repentinamente inútiles", dijo Levin. "El cerebro puede mapear su actividad en una amplia gama de configuraciones del cuerpo. Esta modularidad hace que sea mucho más fácil que evolucionen las nuevas características complejas del cuerpo".

Tecnología de aumento

Los ojos trasplantados provienen de donantes de renacuajo modificados genéticamente para generar una proteína fluorescente roja. Como tal, los investigadores pudieron ver bajo un microscopio si estos ojos enviaban nervios rojos hacia afuera en el cuerpo. La mitad de los renacuajos receptores no tenían tales nervios, mientras que alrededor de un cuarto tenía nervios que se proyectaban hacia el intestino y el otro cuarto tenía nervios que se extendían hacia su columna vertebral.

Los seis renacuajos que podían verse bien tenían nervios conectados a su espina dorsal, lo cual tiene sentido: sus ojos aparentemente están relacionados con su sistema nervioso central.

"Esto tiene implicaciones no solo para la medicina regenerativa, que reemplaza los órganos sensoriales y motores dañados, sino también para la tecnología de aumento", dijo Levin. "Tal vez te gustaría tener más ojos, tal vez los que ven en infrarrojo?" [Los seres humanos biónicos: Top 10 Tecnologías]

Una pregunta que Levin y sus colegas a menudo se preguntan "es si los renacuajos experimentan la vista desde estos ojos ectópicos como lo hacen desde los ojos normales", dijo Levin. "No tenemos idea de lo que está experimentando un renacuajo. Esta es una pregunta filosófica que no se puede tratar de inmediato".

"Otra cosa que la gente a veces asume es que esta capacidad es solo para renacuajos o animales 'inferiores'", dijo Levin. "De hecho, este tipo de cosas probablemente también funcione en humanos, como lo demuestran los estudios relacionados en los últimos años. La plasticidad cerebral es un aspecto fundamental de la función del sistema nervioso y su interfaz con el cuerpo".

Los investigadores buscan descubrir otros tres aspectos: qué regiones del cerebro están procesando los datos sensoriales, cuántos ojos adicionales puede manejar un cerebro de rana y cómo el cerebro sabe que este pedazo de tejido en la cola proporciona datos visuales, y no simplemente Indica una infección, lesión u otro sentido como el olor, dijo Levin.

Levin y su colega Douglas Blackiston detallaron sus hallazgos en línea hoy (27 de febrero) en el Journal of Experimental Biology.

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