Una pista de por qué es tan difícil despertarse en una fría mañana de invierno
Drosophila melanogaster. Crédito: Wikipedia/CC BY-SA 2.5
Puede que el invierno haya quedado atrás, pero ¿recuerdas el desafío de despertar en esos días fríos y oscuros? La temperatura afecta el comportamiento de casi todos los seres vivos, pero aún queda mucho por aprender sobre el vínculo entre las neuronas sensoriales y las neuronas que controlan el ciclo de sueño y vigilia.
Los neurobiólogos de la Universidad de Northwestern han descubierto una pista de lo que hay detrás de este comportamiento. En un estudio de la mosca de la fruta, los investigadores identificaron un circuito de «termómetro» que transmite información sobre la temperatura fría externa desde la antena de la mosca hasta el cerebro superior. Muestran cómo, a través de este circuito, las condiciones frías y oscuras estacionales pueden inhibir las neuronas dentro del cerebro de la mosca que promueven la actividad y la vigilia, particularmente en la mañana.
«Esto ayuda a explicar por qué tanto para las moscas como para los humanos es tan difícil despertarse por la mañana en invierno», dijo Marco Gallio, profesor asociado de neurobiología en la Facultad de Artes y Ciencias de Weinberg. «Al estudiar los comportamientos de una mosca de la fruta, podemos comprender mejor cómo y por qué la temperatura es tan importante para regular el sueño».
El estudio, dirigido por Gallio y realizado en Drosophila melanogaster, se publicará el 21 de mayo. en la revista Current Biology.
El artículo describe por primera vez receptores de «frío absoluto» que residen en la antena de la mosca, que responden a la temperatura solo por debajo de la «zona de confort» de la mosca de aproximadamente 77 grados Fahrenheit. Habiendo identificado esas neuronas, los investigadores las siguieron hasta sus objetivos dentro del cerebro. Descubrieron que los principales destinatarios de esta información son un pequeño grupo de neuronas cerebrales que forman parte de una red más grande que controla los ritmos de actividad y sueño. Cuando el circuito de frío que descubrieron está activo, las células objetivo, que normalmente se activan con la luz de la mañana, se apagan.
Drosophila es un sistema modelo clásico para la biología circadiana, el área en la que los investigadores estudian los mecanismos controlando nuestro ciclo de 24 horas de descanso y actividad. Gran parte del trabajo actual se centra en cómo los cambios en las señales externas, como la luz y la temperatura, afectan los ritmos de actividad y sueño, y cómo las señales llegan a los circuitos cerebrales específicos que controlan estas respuestas.
Mientras se detecta la temperatura ambiental es crítico para las pequeñas moscas de la fruta de «sangre fría», los humanos siguen siendo criaturas cómodas y buscan continuamente temperaturas ideales. Parte de la razón por la que los humanos buscan temperaturas óptimas es que las temperaturas central y cerebral están íntimamente ligadas a la inducción y el mantenimiento del sueño. Los cambios estacionales en la luz del día y la temperatura también están relacionados con los cambios en el sueño.
«La detección de la temperatura es una de las modalidades sensoriales más fundamentales», dijo Gallio, cuyo grupo es uno de los pocos en el mundo que está estudiar sistemáticamente la detección de temperatura en moscas de la fruta. «Los principios que estamos encontrando en el cerebro de las moscas, la lógica y la organización, pueden ser los mismos para los humanos. Ya sean humanos o voladores, los sistemas sensoriales tienen que resolver los mismos problemas, por lo que a menudo lo hacen de la misma manera». p>
Galio es el autor correspondiente del artículo. Michael H. Alpert, becario postdoctoral en el laboratorio de Gallio, y Dominic D. Frank, ex Ph.D. estudiante en el laboratorio de Gallio, son los coautores del artículo.
«Las ramificaciones de la alteración del sueño son numerosas: fatiga, reducción de la concentración, aprendizaje deficiente y alteración de una miríada de parámetros de salud; sin embargo, aún no entendemos completamente cómo funciona el sueño. se produce y regula dentro del cerebro y cómo los cambios en las condiciones externas pueden afectar el impulso y la calidad del sueño», dijo Alpert.
El estudio, un esfuerzo colaborativo que se llevó a cabo durante muchos años, fue realizado en el laboratorio de Gallio por una variedad de científicos en diferentes etapas de sus carreras, desde estudiantes universitarios hasta el investigador principal.
«Es crucial estudiar el cerebro en acción», dijo Frank. «Nuestros hallazgos demuestran la importancia de los estudios funcionales para comprender cómo el cerebro gobierna el comportamiento».
En general, el estudio se basó en gran medida en la capacidad de estudiar tanto la actividad de las neuronas como el papel de estas neuronas en el comportamiento. Para hacer esto, los investigadores desarrollaron nuevas herramientas y usaron una combinación de estudios anatómicos y funcionales, enfoques de monitoreo neurogenético y conductual para realizar estos experimentos tanto en moscas de tipo salvaje como transgénicas.
El título del estudio es » Un circuito que codifica la temperatura fría absoluta en Drosophila».
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Uso de moscas de la fruta para comprender cómo percibimos el calor y el frío Más información: «Un circuito que codifica la temperatura fría absoluta en Drosophila» Current Biology (2020). DOI: 10.1016/j.cub.2020.04.038 Información de la revista: Current Biology
Proporcionado por Northwestern University Cita: Una pista de por qué es tan difícil despertar up on a cold winter’s morning (2020, 21 de mayo) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-05-clue-hard-cold-winter-morning.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.