Las grabaciones de cerebros de murciélagos en ecolocación han dado por primera vez a los investigadores una visión de cómo los mamíferos entienden el espacio tridimensional.
Al entrenar a los murciélagos para volar alrededor de obstáculos en una habitación y sentarse pacientemente en una plataforma, un equipo de investigación financiado por la National Science Foundation NSF pudo interpretar cómo los animales usan la ecolocalización, un sistema de navegación de sonido de alta frecuencia quelos murciélagos usan para cazar, para sentir su entorno. Los resultados se presentaron en la reunión anual de la Society for Neuroscience.
Los investigadores se centraron en una porción particular del cerebro del murciélago, el colículo superior del cerebro medio. Todos los cerebros de los mamíferos tienen un colículo superior, y desempeña un papel en el "comportamiento de orientación", o cómo las especies se mueven a través del espacio. En humanos,eso significa utilizar señales visuales. Para los murciélagos, significa acústicos o ecolocalización.
Los murciélagos dirigen su haz de sonido para inspeccionar objetos en su entorno, así como los primates mueven sus ojos para ver su entorno, dijo Cynthia Moss de la Universidad Johns Hopkins. Ella investiga la percepción espacial, la memoria, los comportamientos motores y más. Su Batlab realizó la investigación.
¿Por qué centrarse en los murciélagos?
"Ofrecen una tremenda ventaja sobre otros mamíferos, porque usan un sistema de detección activa que nos da acceso directo a la información que están usando para guiar su comportamiento", dijo Moss. "Podemos usar las señales para realmente entrar"la cabeza del murciélago "
Su equipo creó un "modelo de eco" que calcula cómo el murciélago recibe y procesa todas esas señales. Alinearon una sala de 20 por 20 pies con micrófonos, para capturar todos los sonidos del murciélago, y agregaroncámaras infrarrojas de velocidad, para capturar la posición del murciélago y dónde emite sus vocalizaciones de sonar. El modelo de eco incorpora el tiempo de la llamada del murciélago, el tiempo del eco y la dirección de ese eco en el espacio.
Combinado con grabaciones neuronales del colículo superior del cerebro medio, de un murciélago entrenado para esperar en una plataforma para recibir un tratamiento de gusano de la harina, permite a Moss y su equipo comprender cómo los murciélagos representan el espacio 3-D en su cerebro.Sus grabaciones muestrearon neuronas individuales, descubriendo el trabajo de cada neurona, para registrar si un objeto está lejos o cerca, por ejemplo.
La investigación representa la primera vez que los científicos entienden cómo funciona la ecolocalización a nivel neural en un murciélago volador.
"Realmente queríamos llevar estos experimentos al punto en que pudiéramos observar la actividad neuronal en el contexto de los comportamientos naturales", dijo Moss. "Así que este ha sido un gran avance para hacer estas grabaciones".
Una mejor comprensión de la ecolocalización podría ayudar a mejorar los vehículos aéreos no tripulados y otras tecnologías que usan sonar, dijo Ninad Kothari, un estudiante graduado en el laboratorio de Moss que construyó el modelo de eco. También podría ayudar a las personas ciegas a navegar mejor por su mundo ", sipuede usar las reglas que usan los murciélagos ", dijo Kothari.
Y podría ayudarnos a comprender cómo los mamíferos, en general, comprenden su entorno.
"Nos ocupamos de mucha información compleja", dijo Melville Wohlgemuth, un estudiante postdoctoral en el laboratorio de Moss que trabajó en la investigación. "Cuando reúnes toda esta información compleja, tienes que analizar lo que es importante. El sistema de murciélagos esrealmente bueno para eso. Cuando hacen una vocalización, reciben ecos de todo su mundo. Necesitan elegir el eco que es importante para ellos. Así que esto también nos da una buena idea de cómo la integración sensoriomotora para atenderun estímulo específico en tu mundo se realiza en el cerebro "
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Materiales proporcionado por Fundación Nacional de Ciencias . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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