Nuestra vida cotidiana puede verse como una serie de secuencias motoras complejas: rutinas matutinas, tareas laborales o escolares, acciones que tomamos durante las comidas, los rituales y hábitos entrelazados durante nuestras tardes y fines de semana. Parecen casi automáticos,con poco pensamiento consciente detrás de ellos.
Sin embargo, en realidad, son el resultado de la miríada de decisiones y ajustes físicos que hacemos en el camino, gracias al procesamiento continuo de la señal en el cerebro que se guía por la información que recibimos a través de nuestros sentidos.
La investigadora de la Universidad de California en Santa Bárbara, Julie Simpson, está interesada en los procesos que intervienen en estas secuencias motoras complejas, específicamente cómo las señales neuronales se traducen en nuestros comportamientos físicos.
"Todos los días, te levantas por la mañana y decides qué hacer con tu día", dijo Simpson, profesor asistente en el Departamento de Biología Molecular, Celular y del Desarrollo. "Hay muchas cosas que puedes hacer con tuextremidades, que son impulsadas por neuronas motoras, que son controladas por comandos de su cerebro ". Los humanos tienen un amplio repertorio de comportamientos y, a menudo, experimentamos impulsos competitivos. ¿Cómo elegimos qué hacer primero?
Existen muchos desafíos obvios para mapear cómo la actividad del cerebro humano coordina los movimientos físicos, entre los cuales se encuentra la gran complejidad de las redes del cerebro humano. Afortunadamente, la mosca de la fruta Drosophila melanogaster , un organismo modelo para el que tenemos el genoma completo, posee un sistema análogo pero mucho más simple y mucho más manejable.Utilizando moscas de la fruta, Simpson y su equipo de investigación han descubierto mecanismos neuronales que contribuyen a secuencias motoras complejas en el comportamiento de la mosca, específicamente aquellos que gobiernan la preparación, un comportamiento universal de la mosca de la fruta que elimina el polvo del cuerpo con movimientos específicos de las piernas.
Además de agregar a nuestra comprensión fundamental de cómo funcionan nuestros cerebros y cuerpos, los hallazgos, publicados en un artículo en la revista Biología actual , podría dar una idea de las patologías en la señalización cerebral, como en la enfermedad de Parkinson o con comportamientos obsesivo compulsivos.
A través de la optogenética, el uso de la luz para activar neuronas específicas, y la luz dirigida y competitiva, los investigadores pudieron apagar y encender pequeños grupos de estas neuronas en los sujetos de la mosca de la fruta para ver qué comportamiento eligió exhibir la moscaEn este caso, la mosca tendría que decidir qué parte limpiar primero cuando se la engaña y cree que todo su cuerpo está cubierto de polvo.
"Si les das todo sucio a la vez, ¿qué hacen?", Dijo Simpson.
Resulta que las moscas de la fruta, generalmente tienen una secuencia de aseo estándar, pero no establecida. Usan sus piernas para barrer sus cabezas, luego sus abdomen y luego sus alas, cada vez que levantan, plantan y deslizan las piernasentre cada sesión de barrido.
"Siempre es una mayor probabilidad de comportamientos anteriores, luego posteriores", dijo Simpson, "pero el patrón exacto y los puntos de transición exactos difieren, por lo que no es un patrón de acción completamente fijo. Están tomando decisiones probabilísticas".
Las elecciones que hacen las moscas, según el laboratorio, son el resultado de comparaciones espaciales de los niveles de polvo en cada región. El "polvo" es en realidad una luz roja para la estimulación optogenética, como una realidad virtual mecanosensorial que permite un control más fino sobre la neuronaactivación.
"Descubrimos que las comparaciones espaciales eran más importantes; las moscas no hicieron un seguimiento de la información sensorial con el tiempo", dijo Neil Zhang, autor principal del estudio. "Comparan entre diferentes partes del cuerpo, entre la cabeza y el abdomen, por ejemplo. "La región de la cabeza, al parecer, generalmente gana en competencia, quizás debido a la gran cantidad de cerdas mecanosensoriales ubicadas en los ojos y en la cabeza, lo que hace que esa parte del cuerpo sea una prioridad de limpieza".
"Las moscas en la oscuridad todavía se limpiarán los ojos primero. Las moscas ciegas aún se limpiarán los ojos primero", dijo Simpson. Pero las moscas "de ojos calvos" las que no tienen cerdas tendrán un impulso más débil para ir por los ojosprimero.
Las entradas sensoriales que reciben las moscas, no solo mecánicas sino también visuales, olfativas y a través de otros sentidos, se envían a regiones especializadas en sus cerebros y luego a circuitos neuronales aún en gran parte desconocidos que coordinan las decisiones sobre qué hacer yqué no hacer.
"Ese tipo de cálculo es hecho por su sistema nervioso", dijo Zhang. "El siguiente paso es averiguar qué neuronas y qué circuitos están haciendo esa comparación". Es una tarea difícil, incluso para la mosca de la fruta relativamente simple, dadas las miles de neuronas que posee, pero con herramientas genéticas, diagramas de cableado de datos de microscopía electrónica y técnicas de imagen funcional, los investigadores en este campo han tenido un buen comienzo.
Estos experimentos de comportamiento son una clave clave. "Ahora tenemos una mejor idea de qué circuitos debemos buscar debido a la evidencia conductual de la importancia de las comparaciones espaciales", dijo Simpson.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Santa Bárbara . Original escrito por Sonia Fernández. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :