Los peces perdidos encuentran el camino a casa gracias a cómo están conectados sus cerebros, según una nueva investigación.
El circuito neuronal evolucionó hace hasta 500 millones de años y es posible que se haya transmitido a los humanos.
Permite que nuestros resbaladizos antepasados vuelvan a encarrilarse, incluso después de haber sido arrastrados por corrientes rápidas.
El descubrimiento arroja nueva luz sobre cómo funcionaba el cerebro antiguo y podría aplicarse a otros vertebrados, incluidos nosotros.
La coautora, la Dra. Misha Ahrens, del Instituto Médico Howard Hughes en Maryland, dijo que este ciclo de navegación es bastante desconocido.
“Creemos que puede ser la base de un circuito hipocampal de orden superior para la exploración y la navegación basadas en puntos de referencia”.
yo estudio publicado en celular se basa en el humilde pez cebra, que se ha utilizado durante mucho tiempo en la investigación médica como modelo para los humanos, y ha descubierto las vías químicas clave que pasan a través de diferentes regiones en la parte posterior del cerebro que ayudan a los animales a orientarse.
En los experimentos, los diminutos peces translúcidos pasaron por un entorno de realidad virtual 2D en presencia de un flujo simulado. Mientras nadaban hacia un objetivo, el agua fuerte los empujó inesperadamente fuera de curso. Sin embargo, regresaron a su punto de partida, decididos a terminar el viaje.
El primer autor, el Dr. En Yang, y sus colegas utilizaron una técnica de “imagen integral” desarrollada en su laboratorio para medir lo que está sucediendo. Permitió a los científicos examinar todo el cerebro del pez para ver qué circuitos se activan durante la corrección del curso y desenredar los componentes individuales involucrados.
Los escaneos mostraron que el rombencéfalo, un área preservada en la espalda, calcula su lugar. Usan la información para averiguar a dónde ir a continuación.
Los investigadores esperaban ver células activadas en el cerebro anterior donde se encuentra el hipocampo, que contiene un “mapa cognitivo” del entorno de un animal.
Para su sorpresa, vieron activación en diferentes regiones de la médula. La información estaba siendo transmitida por un circuito recién identificado. Pasó a través de una estructura en el cerebro posterior llamada oliva inferior a los circuitos motores en el cerebelo que permiten que los peces se muevan.
Cuando se bloquearon estos caminos, los peces no pudieron regresar a su ubicación original.
Los hallazgos sugieren que las áreas del tronco encefálico recuerdan la posición original de un pez cebra y generan una señal de error basada en sus posiciones actuales y pasadas.
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Esto se transmite al cerebelo, lo que permite que el pez regrese a su punto de partida. Revela una nueva función para la oliva inferior y el cerebelo, que anteriormente se sabía que estaba involucrada en acciones como alcanzar y la locomoción, pero no este tipo de navegación.
“Descubrimos que el pez está tratando de calcular la diferencia entre su posición actual y su posición preferida y usa esta diferencia para generar una señal de error”, dijo el Dr. Yang.
“El cerebro envía esa señal de error a sus centros de control motor para que el pez pueda corregir después de haber sido barrido involuntariamente fuera de la corriente, incluso muchos segundos después”.
Aún no está claro si estas mismas redes están involucradas en comportamientos similares en otros animales.
Pero los investigadores esperan que los laboratorios que estudian a los mamíferos ahora comiencen a examinar el cerebro posterior en busca de circuitos comparables utilizados para la navegación.
Esta red del cerebro posterior también podría ser la base de otras habilidades de navegación, como cuando un pez nada hacia un lugar específico para refugiarse, agregó Ahrens, quien cree que la investigación podría conducir a una mejor comprensión de la demencia.