Fernandez
Lab
¡Bienvenidos al Laboratorio de Integración sensorial y circadiana! Nuestro laboratorio es parte de Oftalmología Pediátrica y Biología del Desarrollo, en Cincinatti Children’s Hospital y la Universidad de Cincinnati.
Nuestras líneas de investigación tienen como objetivo entender de qué manera nuestro cuerpo y el cerebro perciben y procesan estímulos del ambiente, cómo los cambios diarios en la luz, y cómo estas señales coordinan temporalmente la fisiología y el comportamiento de los organismos.
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Nuestro logo ilustra y destaca el papel fundamental que desempeña el sistema visual en la sincronización de los mecanismos internos de percepción del tiempo. Nuestra fuente principal de luz, tanto en el rango visible, ultravioleta e infrarrojo, proviene del Sol, que ha sido determinante en la evolución de la vida en la Tierra.
El diseño general del logo está inspirado en obras de Salvador Dalí y Alberto Giacometti, dos de los artistas más influyentes del siglo veinte. El logo es también una declaración de que la diversidad, la equidad, la inclusión, y la identidad cultural son piezas clave de nuestra esencia individual y colectiva. Los colores que hemos usado para representar el espectro de luz solar celebran las banderas de la diversidad, y las estrellas están inspiradas en el arte simbólico de los pueblos originarios de América del Sur.
Investigación
Los cambios diarios en los niveles de luz ejercen un efecto profundo sobre la fisiología animal. En mamíferos, la retina detecta la luz y la envía a distintas áreas cerebrales. Entre ellas, se encuentran centros visuales que coordinan procesos responsables de la formación o representación interna de las imágenes. Por otro lado, un gran número de regiones cerebrales, que reciben inervación de la retina, participan en el procesamiento de la luz para controlar respuestas innatas, entre las que se encuentran los ritmos diarios de sueño y vigilia, respuestas metabólicas y el comportamiento afectivo. En el laboratorio, aplicamos un enfoque técnico impulsado por la curiosidad para abordar algunas de las siguientes preguntas:
¿Cuáles son los mecanismos y los circuitos neuronales que nos permiten extraer información temporal de los cambios diarios de la luz?
¿Son estos mecanismos similares a los que nos permiten generar una representación interna de la escena visual?
¿Pueden las condiciones de iluminación afectar la forma en la que el cerebro se comunica con otros sistemas?
¿Cuáles son los procesos que gobiernan el desarrollo y la maduración de los circuitos que procesan señales ambientales?
La información obtenida a partir de este enfoque básico es particularmente relevante para la investigación de las bases neuronales de los trastornos relacionados con la exposición a factores ambientales nocivos, como la contaminación lumínica y la disrupción circadiana. Por lo tanto, dilucidar las vías por las cuales la exposición a patrones de luz irregular afecta la homeostasis cerebral ampliará las oportunidades para desarrollar estrategias terapéuticas innovadoras, incluidas las intervenciones no farmacológicas. En una visión más amplia, comprender cómo las fuentes de luz artificial afectan nuestra fisiología es fundamental para el diseño de condiciones de iluminación que puedan mejorar la salud humana y el impacto en el ambiente.
Miembros del Laboratorio
Nuestro laboratorio celebra y promueve la diversidad, la equidad y la inclusión. Es nuestro compromiso garantizar un ambiente seguro, amigable y de aceptación. Creemos que nuestra fortaleza se basa en el trabajo en equipo y que la forma más eficiente de alcanzar las metas es a través de la búsqueda y discusión colectiva de ideas.
DIEGO. C. FERNANDEZ, PH.D.
Assistant Professor
Diego es un científico latinoamericano que recibió su doctorado de la Universidad de Buenos Aires, Argentina (mentora: Dra. Ruth Rosenstein), donde investigó y desarrolló intervenciones para el tratamiento de la retinopatía diabética. A raíz de su interés en el estudio de los procesos asociados a la fisiología de la retina, Diego se unió al laboratorio del Dr. Samer Hattar, en la Universidad Johns Hopkins, con el apoyo de la Fundación Pew para postdocs latinoamericanos. Su trabajo demostró que vías neuronales paralelas, que conectan la retina con distintas áreas cerebrales, procesan la luz ambiental para afectar procesos anímicos o de aprendizaje. Diego luego se unió al NIH/ NIMH, como Staff Scientist primero y luego como Associate Scientist, donde continuó sus estudios sobre los efectos de la luz sobre el comportamiento anímico y comenzó una nueva línea de investigación destinada a estudiar como la retina y la luz afectan circuitos neuronales que controlan el apetito y las respuestas de alimentación.
En el 2023, Diego se unió al Cincinnati Children’s Medical Center y la Universidad de Cincinnati, como profesor asistente en las divisiones de oftalmología pediátrica, Biología del desarrollo y el Science of Light Center.
McKenzie Rice
Research Assistant III
email: mckenzie.rice@cchmc.org
McKenzie desempeña un doble rol en el Laboratorio, actuando como manager de laboratorio y como investigadora. McKenzie supervisa las operaciones diarias, asegurándose de que el laboratorio funcione de manera eficiente y cumpla con los protocolos establecidos. En su rol como investigadora, McKenzie estudia los cambios retinianos asociados con la disfunción de las ipRGCs. Su trabajo se centra en comprender cómo las alteraciones en estas células especializadas afectan la salud y el funcionamiento de la retina y el cerebro, aportando valiosos conocimientos al campo de la neurociencia circadiana y visual.
Brandon Rahab
Research Assistant III
email: brandon.rabah@cchmc.org
Brandon se graduó de la Case Western Reserve University con una licenciatura en Ciencias Cognitivas. Desde 2018, ha adquirido experiencia en diversos entornos de investigación, trabajando con modelos animales tanto de ratón como de macaco. Su trabajo abarca disciplinas como inmunología y neurociencia, y también ha contribuido a la investigación clínica. El creciente interés de Brandon radica en comprender los mecanismos cognitivos que impulsan el comportamiento animal, y aspira a realizar estudios de posgrado.
Hafeezunnisa Mohammed, Ph.D.
Research Assistant III
hafeezunnisa.mohammed@cchmc.org
La investigación de Hafeeza se centra en investigar los mecanismos moleculares subyacentes al estrés y la inflamación en las neuronas, particularmente en respuesta a factores estresantes ambientales. Su trabajo contribuye a una comprensión más profunda de cómo los desafíos ambientales afectan la salud de la retina y el cerebro, y puede ofrecer información valiosa sobre posibles enfoques terapéuticos para condiciones relacionadas con el estrés y la neuroinflamación.
Shubham Garg, Ph.D.
Postdoctoral fellow
La investigación de Shubham se centra en diseñar y desarrollar terapias avanzadas dirigidas a factores de transcripción circadianos como un enfoque novedoso para tratar trastornos del estado de ánimo y del comportamiento. Su trabajo es fundamental para avanzar en nuestra comprensión de las estrategias terapéuticas actuales para los trastornos del estado de ánimo, ofreciendo una intervención fisiológicamente precisa y eficaz a nivel conductual. Este enfoque innovador tiene un gran potencial para mejorar los resultados en las personas afectadas por estas condiciones.
Publicaciones
Lista completa de publicaciones: Diego C. Fernandez – NCBI
Weil et al., Science Advances 2022. We investigated the cellular pathways in the perihabenular nucleus (PHb) driving mood dysregulation caused by irregular light exposure.
Fernandez et al., Nature 2020. Here we revealed a new role for retinal innervation: it shapes the assembly of circadian brain centers that timely control feeding responses in mice.
Fernandez et al., Cell 2018. We revealed that distinct neuronal pathways drive the effects of light on learning and mood. We also identified the PHb as a thalamic hub controlling mood.
Fernandez et al., PNAS 2016. Here we used tracing of retinal projection neurons, at a single cell level, to comprehensively delineate their elaborate patterns of brain innervation.
Zhan et al., JoVE 2019. In this video-protocol we described different alternatives for delivering the ligand CNO to chronically manipulate DREADD-controlled neurons in mice.
LeGates et al., Nature Reviews Neuroscience 2014. Here we reviwed and discussed recent basic and translational studies that investigated the influence of light on mood regulation.
Fernandez et al., The American Journal of Pathology 2012. We revealed that alterations at the distal portion of the optic nerve are one of the first changes in the diabetic visual pathway.
Fernandez et al., Chronobiology International 2013. In this study we analyzed the long-term deficits in the non-image-forming visual system caused by experimental diabetes.
Para contactar el laboratorio:
Cincinnati Children’s Hospital Medical Center
Division of Pediatric Ophthalmology
3333 Burnet Ave R2447
Cincinnati; State: Ohio, 45230
Links útiles:
Cincinnati Children’s DEI strategic plan <Link>
Division of Pediatric Ophthalmology at CCHMC <Link>
Center for Pediatric Neurosceince at CCHMC <Link>
Molecular & Developmental Biology Graduate Program at Cincinnati Children’s Hospital Medical Center <Link>
Neuroscience Graduate Program at the University of Cincinnati <Link>
Media:
Intersections Science Fellows Symposium 2021. Diego’s presentation during the Neuroscience session <Link>
NPR article, by Jon Hamilton: Are You Sad in the Winter? Scientists May Have Figured Out Why <Link>
PNAS journal club: Tracing light’s effect on mood and learning in mice from the eye to deep within the brain <Link>
The Scientist, by Catherine Offord. Winter Brain Blues <Link>
Promega Connections, by Kari Kenefick. Light: A Happy Pill for Dark Days? <Link>