El lémur ratón gris, la especie más pequeña de primates, tiene una excelente visión. Más de una quinta parte de su corteza cerebral está dedicada al procesamiento visual para acomodar un número suficiente de unidades de procesamiento de píxeles. Crédito: UNIGE / HUBER
Los primates procesan información visual frente a sus ojos, similar a los píxeles de una cámara digital, utilizando pequeñas unidades informáticas ubicadas en la corteza visual de sus cerebros. Para comprender los orígenes de nuestras habilidades visuales, los científicos de la Universidad de Ginebra (UNIGE), en colaboración con el Instituto Max Planck en Göttingen y el Museo Nacional de Historia Natural de París, ahora han investigado si estas unidades computacionales se escalan en todo el mundo. grandes diferencias de tamaño entre primates.
El lémur ratón grismicrocebus murinus) de Madagascar es uno de los más pequeños y pesa apenas 60 gramos. En un estudio publicado en la revista Biología actual, los científicos compararon el sistema visual del lémur ratón con el de otros primates y descubrieron que el tamaño de estas unidades de procesamiento visual es idéntico en todos los primates, independientemente de su tamaño corporal. Como el lémur ratón es una especie muy especial, que comparte muchos rasgos con los primeros primates que evolucionaron hace 55 millones de años, estos resultados sugieren una preservación increíble de nuestro sistema visual y resaltan la importancia de la visión en nuestra vida diaria y la de nuestros antepasados. en el pasado distante.
Durante más de un siglo, el sistema visual de los primates se ha estudiado intensamente. Estos estudios revelaron que, a diferencia de otros mamíferos como los roedores, la información visual es procesada por pequeñas unidades informáticas dedicadas ubicadas en la corteza visual. “Como las diferentes especies de primates cubren una amplia gama de tamaños, nos preguntamos si esta unidad informática básica escala con el tamaño del cuerpo o del cerebro. ¿Está simplificado o miniaturizado, por ejemplo, en el primate más pequeño del mundo, el lémur ratón gris ”, pregunta Daniel Huber, profesor del Departamento de Neurociencias Básicas de la Facultad de Medicina de la UNIGE?
No te preocupes por el tamaño
Para responder a esta pregunta, se estudió el sistema visual del lémur ratón utilizando una técnica de imagen óptica del cerebro. Se presentaron a los lémures formas geométricas que representan líneas de diversas orientaciones y se obtuvieron imágenes de la actividad de las neuronas que respondían a los estímulos visuales. La repetición de tales medidas les permitió determinar gradualmente el tamaño de la unidad mínima de procesamiento. “Esperábamos ver una unidad de tamaño diminuto, proporcional al tamaño pequeño del lémur ratón, pero nuestros datos revelaron que miden más de medio milímetro de diámetro”, dice Daniel Huber.
En colaboración con los investigadores de Max Planck, Huber comparó cientos de estas unidades obtenidas en el cerebro de un lémur de ratón diminuto con los datos obtenidos para los circuitos visuales de otras especies de primates mucho más grandes. El equipo hizo un descubrimiento sorprendente: no solo la unidad básica de procesamiento era casi idéntica en tamaño en el lémur ratón de 60 gramos, como en los monos más grandes como los macacos que pesaban alrededor de siete kilogramos, o incluso primates más grandes como los humanos.
También encontraron que la forma en que las unidades están dispuestas a lo largo del cerebro era totalmente indistinguible, siguiendo las mismas reglas con precisión matemática. Los investigadores también encontraron que el número de células nerviosas por unidad visual era casi idéntico en todos los primates estudiados hasta ahora.
Fred Wolf, físico de Göttingen Max Planck, quien había señalado que los principios matemáticos universales pueden regir la evolución del sistema visual hace diez años, está asombrado por el grado de invariancia: “55 millones de años de separación en diferentes continentes es un camino evolutivo muy largo. Hubiera esperado alguna mezcla de similitud general y diferencias características entre especies en estos módulos neuronales. Pero el quid de la cuestión simplemente es: es prácticamente imposible distinguirlos «.
Los circuitos visuales son potentes e incompresibles
Por lo tanto, estos resultados proporcionan información sobre los orígenes de la visión de los primates. En primer lugar, el hecho de que esta unidad esté tan bien conservada sugiere que probablemente evolucionó muy temprano en la historia de los primates, lo que indica que cuando se trata de la visión de las formas, nuestros antepasados primates tenían habilidades visuales similares a las nuestras desde el principio.
En segundo lugar, el descubrimiento de los científicos de UNIGE y sus colaboradores revela que esta parte del sistema visual no se puede comprimir ni miniaturizar. Por tanto, parece que se necesita un número fijo de neuronas para garantizar su funcionalidad óptima. “Para especies de primates diminutos con una visión excelente, como el lémur ratón, el sistema visual debe ser relativamente grande, en comparación con el tamaño de todo su cerebro, para acomodar un número suficiente de unidades de procesamiento visual”, dice el neurocientífico con sede en Ginebra. . De hecho, más de una quinta parte de la corteza cerebral de este lémur está dedicada al procesamiento visual. En comparación, los circuitos neuronales relacionados con la visión ocupan apenas el 3% del cerebro humano.
“Este estudio también destaca la importancia crucial de conservar el hábitat de especies de primates como el lémur ratón, particularmente en los bosques de Madagascar. Estos hábitats están desapareciendo a un ritmo alarmante, llevándose consigo valiosas claves para comprender nuestros propios orígenes ”, concluye Daniel Huber.
Referencia: “Los mapas de preferencia de orientación en Microcebus murinus revelan principios de diseño invariantes en tamaño en la corteza visual de primates” por Chun Lum Andy Ho, Robert Zimmermann, Juan Daniel Flórez Weidinger, Mario Prsa, Manuel Schottdorf, Sam Merlin, Tsuyoshi Okamoto, Koji Ikezoe, Fabien Pifferi, Fabienne Aujard, Alessandra Angelucci, Fred Wolf y Daniel Huber, 3 de diciembre de 2020, Biología actual.
DOI: 10.1016 / j.cub.2020.11.027