Motion coding in the rodent retina under stimulation with complex images

La detección de movimiento es una de las tareas clave del sistema visual. Sin embargo, hasta ahora la simplificación del laboratorio ha limitado el verdadero alcance de esta capacidad en escenarios reales naturales y complejos. Por otra parte, se ha propuesto que la estructura y función del sistema visual se habría adaptado, con fines de sobrevivencia y reproducción de los organismos, a las propiedades físicas y naturales del entorno en el cual se desarrolla. Evidencias de esta adaptación se han reportado para distintas áreas de la corteza visual, siendo escasos aun los estudios para la retina, donde sólo se han reportado adaptaciones en cuanto a la distribución de la intensidad y de la longitud de onda de la luz. Para estudiar el efecto de las propiedades estadísticas de las imágenes naturales sobre el respuesta al movimiento en la retina de mamífero hemos utilizado texturas sintéticas complejas en las que modulamos el grado de complejidad en términos de la variabilidad de señales contenidas en el estímulo, y un analizando la respuesta tanto a nivel de célula individual como poblacional. Los resultados, obtenidos a partir de un total de 308 células ganglionares de la retina (CGR) de un roedor diurno (Octodon degus), dan cuenta que, pese a que en general los estímulos complejos generan un número menor de potenciales de acción (hasta un ⇡ 60% comparado a la respuesta frente a estímulo simple), a nivel poblacional sigue siendo posible extraer la información sobre la velocidad o la posición de los objetos en movimiento, sugiriendo que la codificación sería relativamente más eficiente en condiciones de estimulación ”natural”, lográndose un nivel similar de rendimiento de decodificación con un número menor de potenciales de acción asociados a un menor gasto energético. Más aun, se observa que en un ⇡ 40% de las CGR un estímulo complejo genera respuestas de rango de sintonización espaciotemporal estrecho pero de mayor amplitud. Este fenómeno tiene su paralelo a lo que ocurre en distintas áreas de la corteza visual al ser estimuladas con imágenes complejas en comparación a imágenes artificiales simples. Lo anterior es evidencia de que la adaptación a las estadísticas de las escenas naturales estaría ya presente en etapas tempranas en la organización de sistema visual.