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Los ojos de los insectos también operan en alta resolución

Los científicos han creído durante mucho tiempo que los insectos no verían imágenes finas. Esto se debe a que sus ojos compuestos consisten típicamente en miles de minúsculas "unidades de ojo" con tapa de lente, que juntas deben capturar una imagen pixelada de baja resolución del mundo circundante.
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Fecha de publicació: 06/09/2017, 11:25 h | (44) veces leída
Los insectos tienen una visión mucho mejor y pueden ver en un detalle mucho más grande de lo que se pensaba anteriormente, revela un nuevo estudio de la Universidad de Sheffield.
Los científicos han creído durante mucho tiempo que los insectos no verían imágenes finas. Esto se debe a que sus ojos compuestos consisten típicamente en miles de minúsculas "unidades de ojo" con tapa de lente, que juntas deben capturar una imagen pixelada de baja resolución del mundo circundante.
En contraste, el ojo humano tiene una sola lente, que se adelgaza y se abulta mientras enfoca los objetos de interés en una matriz de fotorreceptor de la retina, el 'chip de cámara' megapíxel dentro del ojo. Al cambiar activamente la forma de la lente, un objeto puede mantenerse en foco nítido, ya sea cerca o lejos. Como la lente en el ojo humano es bastante grande y la matriz fotorreceptora de la retina debajo está densamente empaquetada, el ojo captura imágenes de alta resolución.
Sin embargo, investigadores del Departamento de Ciencias Biomédicas de la Universidad de Sheffield, junto con sus colaboradores de Pekín, Cambridge y Lisboa, han descubierto que los ojos compuestos de insectos también pueden generar imágenes sorprendentemente de alta resolución, y que esto tiene mucho que ver con cómo las células fotorreceptoras dentro de los ojos compuestos reaccionan al movimiento de la imagen.
A diferencia del ojo humano, las miles de lentes diminutas, que forman la superficie característica del ojo compuesto, no se mueven o no pueden acomodarse. Pero los investigadores de la Universidad de Sheffield descubrieron que las células fotorreceptoras debajo de las lentes, en cambio, se mueven de forma rápida y automática dentro y fuera de foco, al mostrar la imagen del mundo que les rodea.
Este microscópico sensor de luz a base de "espasmos" es tan rápido que no podemos verlo a simple vista. Para registrar estos movimientos dentro de los ojos de insectos intactos durante la estimulación de luz, el investigador tuvo que construir un microscopio a medida con un sistema de cámara de alta velocidad.
Sorprendentemente, también encontraron que la manera en que el ojo compuesto de un insecto obtiene una imagen (o toma una instantánea) está sintonizada con sus comportamientos visuales naturales. Al combinar sus movimientos normales de cabeza y ojo con la resultante espiral microscópica de la célula fotorreceptora inducida por la luz, los insectos, como las moscas, pueden resolver el mundo en detalles mucho más finos de lo que fue predicho con su ojo compuesto, dándoles una visión hiperaguda.
El nuevo estudio, publicado en la revista eLife, cambia nuestra comprensión de la visión de los insectos y humanos y también podría ser utilizado en la industria para mejorar los sensores robóticos.
Mikko Juusola, profesor de Neurociencia de Sistemas en la Universidad de Sheffield y autor principal del estudio, dijo en un comunicado: "Desde los humanos hasta los insectos, todos los animales con buena visión, independientemente de su forma o diseño de los ojos, ven el mundo a través de movimientos sacádicos rápidos y fijaciones de la mirada.
"Desde hace mucho tiempo se sabe que la rápida adaptación visual da lugar a que el mundo que nos rodea se desvanezca de la percepción a menos que movamos los ojos para cancelar este efecto. Por otra parte, los movimientos oculares rápidos deben desdibujar la visión por lo que ha permanecido un enigma como los fotorreceptores trabajar con los movimientos de los ojos para ver el mundo con claridad.
"Nuestros resultados demuestran que al adaptar la manera en que las células fotorreceptoras muestrea la información de la luz a los movimientos sacádicos de los ojos y las fijaciones de la mirada, la evolución ha optimizado la percepción visual de los animales".
Los hallazgos del estudio muestran que los fotorreceptores resuelven pequeños objetos en movimiento, incluso a altas velocidades, mucho mejores de lo que predice la óptica ocular compuesta y revelan los mecanismos detrás de esta notable hiperacuidad.
El profesor Juusola dijo: "Mediante el uso de ensayos electrofisiológicos, ópticos y de comportamiento con modelos matemáticos hemos demostrado que las moscas de la fruta (Drosophila) tienen una visión mucho mejor de lo que los científicos han creído en los últimos 100 años".
El equipo de científicos está ahora probando si procesos similares están ocurriendo en los ojos compuestos de otros insectos, y también en vertebrados.

Los insectos tienen una visión mucho mejor y pueden ver en un detalle mucho más grande de lo que se pensaba anteriormente, revela un nuevo estudio de la Universidad de Sheffield.

Los científicos han creído durante mucho tiempo que los insectos no verían imágenes finas. Esto se debe a que sus ojos compuestos consisten típicamente en miles de minúsculas "unidades de ojo" con tapa de lente, que juntas deben capturar una imagen pixelada de baja resolución del mundo circundante.

En contraste, el ojo humano tiene una sola lente, que se adelgaza y se abulta mientras enfoca los objetos de interés en una matriz de fotorreceptor de la retina, el 'chip de cámara' megapíxel dentro del ojo. Al cambiar activamente la forma de la lente, un objeto puede mantenerse en foco nítido, ya sea cerca o lejos. Como la lente en el ojo humano es bastante grande y la matriz fotorreceptora de la retina debajo está densamente empaquetada, el ojo captura imágenes de alta resolución.

Sin embargo, investigadores del Departamento de Ciencias Biomédicas de la Universidad de Sheffield, junto con sus colaboradores de Pekín, Cambridge y Lisboa, han descubierto que los ojos compuestos de insectos también pueden generar imágenes sorprendentemente de alta resolución, y que esto tiene mucho que ver con cómo las células fotorreceptoras dentro de los ojos compuestos reaccionan al movimiento de la imagen.

A diferencia del ojo humano, las miles de lentes diminutas, que forman la superficie característica del ojo compuesto, no se mueven o no pueden acomodarse. Pero los investigadores de la Universidad de Sheffield descubrieron que las células fotorreceptoras debajo de las lentes, en cambio, se mueven de forma rápida y automática dentro y fuera de foco, al mostrar la imagen del mundo que les rodea.

Este microscópico sensor de luz a base de "espasmos" es tan rápido que no podemos verlo a simple vista. Para registrar estos movimientos dentro de los ojos de insectos intactos durante la estimulación de luz, el investigador tuvo que construir un microscopio a medida con un sistema de cámara de alta velocidad.

Sorprendentemente, también encontraron que la manera en que el ojo compuesto de un insecto obtiene una imagen (o toma una instantánea) está sintonizada con sus comportamientos visuales naturales. Al combinar sus movimientos normales de cabeza y ojo con la resultante espiral microscópica de la célula fotorreceptora inducida por la luz, los insectos, como las moscas, pueden resolver el mundo en detalles mucho más finos de lo que fue predicho con su ojo compuesto, dándoles una visión hiperaguda.

El nuevo estudio, publicado en la revista eLife, cambia nuestra comprensión de la visión de los insectos y humanos y también podría ser utilizado en la industria para mejorar los sensores robóticos.

Mikko Juusola, profesor de Neurociencia de Sistemas en la Universidad de Sheffield y autor principal del estudio, dijo en un comunicado: "Desde los humanos hasta los insectos, todos los animales con buena visión, independientemente de su forma o diseño de los ojos, ven el mundo a través de movimientos sacádicos rápidos y fijaciones de la mirada.

"Desde hace mucho tiempo se sabe que la rápida adaptación visual da lugar a que el mundo que nos rodea se desvanezca de la percepción a menos que movamos los ojos para cancelar este efecto. Por otra parte, los movimientos oculares rápidos deben desdibujar la visión por lo que ha permanecido un enigma como los fotorreceptores trabajar con los movimientos de los ojos para ver el mundo con claridad.

"Nuestros resultados demuestran que al adaptar la manera en que las células fotorreceptoras muestrea la información de la luz a los movimientos sacádicos de los ojos y las fijaciones de la mirada, la evolución ha optimizado la percepción visual de los animales".

Los hallazgos del estudio muestran que los fotorreceptores resuelven pequeños objetos en movimiento, incluso a altas velocidades, mucho mejores de lo que predice la óptica ocular compuesta y revelan los mecanismos detrás de esta notable hiperacuidad.

El profesor Juusola dijo: "Mediante el uso de ensayos electrofisiológicos, ópticos y de comportamiento con modelos matemáticos hemos demostrado que las moscas de la fruta (Drosophila) tienen una visión mucho mejor de lo que los científicos han creído en los últimos 100 años".

El equipo de científicos está ahora probando si procesos similares están ocurriendo en los ojos compuestos de otros insectos, y también en vertebrados.

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