Un circuito recién descubierto ayuda a los peces a priorizar

La interacción de dos regiones del cerebro ayuda al pez cebra a decidir de qué depredador huir. Crédito: MPI de Neurobiología/ Kuhl

Al estar constantemente inundados por una masa de estímulos, nos es imposible reaccionar ante todos ellos. Lo mismo es válido para un pequeño pez. ¿A qué estímulos debe prestar atención y a cuáles no? Los científicos del Instituto Max Planck de Neurobiología ahora han descifrado el circuito neuronal que usa el pez cebra para priorizar los estímulos visuales. Rodeado de depredadores, un pez puede elegir su ruta de escape de esta situación.

Aunque no estamos expuestos a los depredadores, todavía tenemos que decidir a qué estímulos prestamos atención, por ejemplo, al cruzar una calle. ¿Qué autos debemos evitar, cuáles podemos ignorar?

«Los procesos en el cerebro y los circuitos que conducen a esta llamada atención selectiva están en gran parte inexplorados», explica Miguel Fernandes, investigador postdoctoral en Departamento de Herwig Baier. «Pero si entendemos esto en un modelo animal simple como el pez cebra, puede darnos información fundamental sobre los mecanismos de toma de decisiones en los humanos».

Por esta razón, Miguel Fernandes y sus colegas estudiaron el comportamiento de pez cebra en la situación descrita anteriormente: utilizando la realidad virtual, el equipo simuló dos depredadores acercándose a un pez desde la izquierda y la derecha a la misma velocidad. En la mayoría de los casos, los peces se concentraron en uno de los dos depredadores y huyeron en dirección opuesta. Por lo tanto, integraron solo uno, el llamado «estímulo ganador», en su ruta de escape (estrategia en la que el ganador se lo lleva todo).

Sin embargo, en algunos casos, los peces evaluaron ambos estímulos y nadaron a través de la vía de escape. medio (estrategia de promedio). Esto demostró que, en principio, los peces pueden incluir ambas amenazas en su vía de escape. Sin embargo, por lo general prestan atención a un solo estímulo.

Un circuito cerebral recién descubierto mejora las señales de los estímulos visuales relevantes y suprime las de los que no lo son. Crédito: MPI de Neurobiología / Fernandes

Dos regiones del cerebro involucradas

Con el conocimiento obtenido de este análisis de comportamiento, los investigadores investigaron qué regiones del cerebro están activas durante la selección de estímulos. En el pez cebra casi transparente, identificaron bajo el microscopio dos regiones del cerebro: el tectum, el centro de procesamiento de los estímulos visuales, y un apéndice del mismo, el llamado núcleo istmo (NI).

Para determinar más precisamente, el papel de la NI, los investigadores inactivaron neuronas en esta región del cerebro. Curiosamente, en los experimentos de realidad virtual, los peces ahora usaban predominantemente la estrategia de promedio en lugar de la estrategia de que el ganador se lo lleva todo, una señal de que el IN juega un papel crucial en la determinación de un estímulo ganador.

Al rastrear el extensiones celulares de las neuronas, los científicos decodificaron el circuito entre las dos regiones cerebrales: Las neuronas tectales se extienden hasta la NI, cuyas células, a su vez, inervan el tectum. Esto crea un bucle de retroalimentación que mejora las señales de los estímulos ganadores en el cerebro. Todos los demás estímulos clasificados como sin importancia, por otro lado, se suprimen.

Con este circuito recién descubierto, el cerebro asigna un nivel específico de importancia a todas las percepciones ópticas. Como base para la toma de decisiones, esto permite que los peces reaccionen ante estímulos importantes e ignoren los que no lo son. Los investigadores ahora pueden continuar investigando, por ejemplo, cómo la experiencia o el estrés influyen en la reacción de los peces.

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Las neuronas en un área del cerebro visual del pez cebra se organizan como un mapa para atrapar presas Más información: Antnio M. Fernandes et al, Neural circuitry for estímulo selection in the zebrafish sistema visual, Neurona (2020). DOI: 10.1016/j.neuron.2020.12.002 Información del diario: Neuron

Proporcionado por Max Planck Society Cita: Un circuito recién descubierto ayuda a los peces a priorizar (2021 , 27 de enero) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-01-newly-circuit-fish-prioritize.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.