Los fotorreceptores de bastón controlan la polaridad ON frente a OFF de las neuronas que transmiten señales de los conos

Cómo el ojo distingue la luz de la oscuridad

Cuando pasas de una acera soleada a una habitación tenue, tus ojos mantienen de algún modo la noción de qué partes de la escena son más claras y cuáles más oscuras. Este estudio explora cómo la retina, el tejido fotosensorial en la parte posterior del ojo, separa las señales de zonas claras y oscuras, y revela que estas señales son mucho más flexibles de lo que se pensaba.

La historia habitual de los canales de luz y oscuridad

Clásicamente, los científicos de la visión describen dos corrientes principales de información en la retina: una que se activa (“ON”) cuando aparece luz en un punto, y otra que se activa cuando la luz desaparece o una región se vuelve más oscura (“OFF”). Estas denominadas vías ON y OFF comienzan cuando los bastones y conos detectan la luz y transmiten señales a la siguiente capa de células llamadas células bipolares, y luego a células adicionales que envían la información al cerebro. Durante décadas la regla pareció simple: las células ON responden a áreas más brillantes, las OFF a áreas más oscuras, y cada tipo se conecta a circuitos coincidentes dispuestos en capas distintas dentro de la retina.

Un giro sorprendente en la dirección de la señal

Los investigadores revisaron esta regla registrando la actividad eléctrica de células retinianas identificadas en retinas de ratón enteras e intactas. Se centraron en las células bipolares de cono, que llevan señales impulsadas por los conos, y en las células amacrinas en forma de estrella, que ayudan a calcular la dirección del movimiento. Para su sorpresa, muchas células que son anatómicamente ON se comportaron como OFF bajo ciertas condiciones de iluminación, y viceversa. En lugar de solo despolarizarse con incrementos de luz, algunas células ON se hiperpolarizaban al inicio de la luz, como si su signo se hubiera invertido. Este cambio de polaridad podía ocurrir en minutos y no se debía simplemente a un blanqueamiento intenso de los bastones, ni a los circuitos inhibitorios circundantes que normalmente agudizan el contraste.

Los bastones reconfiguran silenciosamente las vías de los conos

Para hallar la fuente de esta inversión, el equipo cambió sistemáticamente la luz de fondo desde niveles muy tenues (dominados por bastones) hasta brillantes (dominados por conos). El cambio de polaridad fue más notorio en intensidades intermedias, similares al crepúsculo, y se atenuó a niveles de luz muy bajos o muy altos. Usando ratones genéticamente alterados que carecían de bastones o de conos funcionales, demostraron que los bastones son esenciales tanto para la aparición como para la desaparición del cambio de polaridad. Cuando los bastones no funcionaban, las células bipolares mantenían sus respuestas ON u OFF esperadas. Cuando los conos no funcionaban, los circuitos basados en bastones todavía producían señales correctas e invertidas, dependiendo del nivel de luz. Estos experimentos señalaron a los bastones como el motor oculto que puede redirigir cómo las vías de los conos señalan la luz y la oscuridad.

Un guardián químico en la primera sinapsis

El estudio investigó luego qué estructuras retinianas transmiten estos efectos impulsados por los bastones. Bloquear las uniones eléctricas entre bastones y conos, y alterar la retroalimentación de las células horizontales, debilitó las respuestas normales y “correctas” a luz brillante pero no eliminó el cambio de polaridad en luz de rango medio. Esto sugirió que las rutas convencionales de bastones y células horizontales ayudan a preservar el comportamiento ON y OFF estándar, mientras que otro mecanismo invierte la polaridad. El sospechoso clave resultó ser una proteína transportadora de glutamato llamada EAAT5, localizada en las terminales de los fotorreceptores. Este transportador no solo elimina señales químicas, sino que también abre un canal de cloruro que puede inhibir las terminales de los conos. Cuando el equipo aplicó un fármaco que bloquea estos transportadores, la inversión de polaridad en las células bipolares desapareció, aunque sus respuestas normales permanecieron, lo que implica que las corrientes de cloruro vinculadas a EAAT5 en los conos son responsables de generar las señales invertidas.

Por qué importa un interruptor flexible

Estos hallazgos muestran que la división de la retina en canales ON y OFF no es rígida. En cambio, la actividad de los bastones, actuando a través de una corriente de cloruro vinculada a un transportador en las terminales de los conos, puede invertir dinámicamente si las células posteriores tratan un cambio de luz como más brillante o más oscuro. Para la visión cotidiana, especialmente al amanecer, al anochecer o con luces interiores cambiantes, esta flexibilidad puede ayudar al ojo a mantener una señal de contraste útil a través de un amplio rango de brillo. En términos simples, los bastones no solo te ayudan a ver en la oscuridad; también actúan como sutiles controles que pueden invertir y reequilibrar cómo los circuitos de los conos informan al cerebro sobre la luz y la sombra.

Cita: Beaudoin, D.L., Hassan, A.R., Shehu, A. et al. Rod photoreceptors control the ON vs OFF polarity of cone-signaling neurons. Commun Biol 9, 637 (2026). https://doi.org/10.1038/s42003-026-09885-4

Palabras clave: retina, fotorreceptores, procesamiento del contraste, vías ON OFF, transportadores de glutamato