Caracterización morfológica y fisiológica de las neuronas de proyección que comunican el segundo con el tercer ganglio óptico en artrópodos - Bengochea, Mercedes (2017)
La visión de movimiento provee claves esenciales para guiar comportamientos críticos como la detección de presas, predadores y coespecíficos. En los decápodos crustáceos e insectos pterigotas, la codificación de la información visual de movimiento está asociado con el procesamiento visual en el tercer ganglio óptico, la lóbula. Allí, las neuronas tangenciales gigantes (LG) integran información visual de delgadas neuronas columnares y la envían al cerebro medio guiando las respuestas comportamentales correspondientes. A pesar de la importancia de estas neuronas columnares en la codificación visual, estas no habían podido ser estudiadas electrofisiológicamente dado su delgado calibre. En esta tesis, desarrollamos una aproximación experimental para realizar registros poblacionales in vivo de estas pequeñas neuronas con técnicas de imágenes funcionales de fluorescencia sensible a calcio. En primer lugar, estudiamos la citoarquitectura de la lóbula y caracterizamos cuatro estratos donde arborizan las neuronas columnares de entrada de la lóbula. Luego nos centramos en estudiar cómo distintos parámetros de un estímulo de movimiento afectan la actividad de las neuronas columnares. Las respuestas más intensas las obtuvimos al enfrentar al animal a estímulos oscuros que a frente estímulos claros, y frente a estímulos rápidos que a estímulos lentos. Además, estudiamos la respuesta comportamental de evitación de los cangrejos frente a las mismas características visuales con las que fueron estudiadas las neuronas transmedulares. Encontramos que la actividad en las neuronas transmedulares correlaciona fuertemente con la intensidad de la respuesta de escape evocada por dichos estímulos. Por otra parte, cuando un animal es confrontado a una repetición de estímulos de movimiento que resultan ser inocuos, la mayoría de los animales aprenden a ignorar el estímulo. A pesar de que muchos artrópodos se habitúan a la presentación reiterada de objetos en movimiento, los sitios y mecanismos neuronales que subyacen a éste fenómeno aún no han sido identificados. Encontramos aquí que las neuronas columnares que transmiten la información al segundo ganglio óptico persisten en responder frente a la estimulación reiterada de estímulos de movimiento. Sin embargo, las neuronas columnares que transmiten la información visual del segundo ganglio óptico al tercero, la lóbula, suprimen su actividad frente a la misma estimulación. Esta rápida reducción en la actividad de las neuronas aferentes a la lóbula, que es de corta duración y restringida únicamente al área entrenada de la retina, concuerda con los cambios comportamentales observados frente al mismo entrenamiento visual. Por último, nos propusimos estudiar si la adaptación en columnas visuales entrenadas a ciertos atributos se generaliza a objetos en movimiento novedosos. Entrenamos a los animales a un atributo visual y evaluamos la generalización a un nuevo atributo presentado en el mismo área de estimulación. Obtuvimos una recuperación parcial de la respuesta de calcio de neuronas adaptadas tanto a la dirección de movimiento como al contraste cuando fueron evaluadas con el atributo visual novedoso. La presentación de dos atributos visuales a la hora de la evaluación no mostró diferencias significativas respecto al cambio de un único atributo. Los resultados obtenidos en esta tesis son consistentes con la participación del tercer ganglio óptico en la codificación de estímulos de movimiento en artrópodos. Más aún, dado que las neuronas columnares se originan en el segundo ganglio óptico, la información visual de movimiento comenzaría a codificarse en el segundo neuropilo óptico. Nuestros resultados muestran que los comportamientos guiados por la visión de movimiento quedan determinados, en gran medida, por las propiedades de codificación de las neuronas columnares que comunican la médula con la lóbula.