Investigadores del RIKEN Brain Science Institute en Japón han identificado dos vías independientes en el cerebro de la mosca que están integradas para permitir una navegación exitosa durante el vuelo. Publicado en Neurociencia de la naturaleza , el estudio combinó un simulador de vuelo diseñado para moscas con imágenes de neuronas activas para mostrar que las ubicaciones históricas se procesan por separado en el cerebro de la mosca a partir del movimiento propio.
La navegación exitosa es una clave para la supervivencia de la mayoría de los animales, ya que puede afectar la capacidad de encontrar comida, refugio y compañeros. Esto a menudo implica combinar muchos tipos de información. Como explica el líder del grupo, Hokto Kazama, "los animales pueden ahorrar tiempo al buscarcomida si realizan un seguimiento de su ubicación utilizando señales como puntos de referencia y recuerdos de dónde han estado ". Si bien esta capacidad es común desde los insectos hasta los mamíferos, Kazama y muchos otros científicos quieren saber cómo se logra en el cerebro".
Si bien las investigaciones anteriores se han centrado en mamíferos y aves, el equipo de Kazama tomó otro enfoque. Optaron por trabajar con la mosca común de la fruta Drosophila melanogaster - porque a pesar de su cerebro mucho más simple y pequeño, tiene una capacidad asombrosa para concentrarse en la fruta y evitar ser aplastado por picnickers irritados.
¿Pero cómo pueden estudiarse los cerebros de las moscas en acción mientras las moscas navegan por el mundo? Como señala el autor principal, Hiroshi Shiozaki, "el gran problema era que necesitábamos registrar la actividad cerebral en las moscas mientras participaban en la navegación. Pero, esto requiere uncabeza que está fija en el espacio, lo que obviamente evita la navegación natural ". El truco consistía en diseñar un simulador de vuelo especializado. En este sistema único, una mosca mira una escena con la cabeza fija en su lugar. Cuando agita sus alas, la escena giraen consecuencia, lo que permite la navegación a través de un espacio virtual. En esta configuración, las moscas exhibieron una combinación de señales, una característica distintiva de la navegación en la que los animales deciden hacia dónde orientarse al combinar información sobre puntos de referencia visuales con recuerdos de puntos de referencia que estuvieron presentes unos momentos antes.
Luego, el equipo usó imágenes de calcio de dos fotones para estudiar el cerebro activo mientras las moscas navegaban en el simulador de vuelo. Esta técnica permite registrar la actividad de las neuronas individuales, lo que resultó ser un factor clave en los hallazgos del equipo.Las imágenes de calcio mostraron que una parte del cerebro de la mosca llamada bulbo transportaba múltiples tipos de información necesaria para la navegación.
Un examen minucioso reveló que dentro del bulbo, la información estaba físicamente separada entre sí. Por ejemplo, un grupo de neuronas del bulbo llevaba recuerdos de lugares emblemáticos, mientras que otro grupo llevaba información sobre la posición y las maniobras en curso de la mosca ". A nuestro entender, este es el primer ejemplo de actividad neuronal que refleja un tipo de memoria a corto plazo que dura unos segundos en los insectos ", señala Shiozaki.
Las regiones de bulbo separadas resultan ser parte de dos vías separadas que forman circuitos neuronales independientes. Este tipo de organización podría garantizar que muchos tipos de información puedan fluir sin interferencia, al mismo tiempo que se minimiza el espacio.
"Los insectos navegan el ambiente de manera eficiente con cerebros económicos", señala Shoizaki, "y comprender estos principios biológicos será útil no solo para el campo de los neurocientíficos, sino también para los ingenieros y roboticistas que están desarrollando pequeños robots de navegación".
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Materiales proporcionados por RIKEN . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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