Los cerebros de las musarañas se encogen durante el invierno
ARRIBA: Una musaraña etrusca (Suncus etruscus)AXEL GEBAUER
El mamífero terrestre más pequeño, el etrusco La musaraña (Suncus etruscus), es tan grande como el pulgar de una persona y no pesa más que un par de sujetapapeles. Para tener suficiente energía para sobrevivir, debe comer diariamente ocho o más veces su peso corporal y, por lo tanto, no hiberna. En cambio, según un estudio publicado el 30 de noviembre en PNAS, en invierno, estas musarañas pierden el 28 % del volumen de su corteza somatosensorial, lo que probablemente les ayuda a conservar energía .
Este fenómeno de un animal que no está en hibernación pero que aún implementa estas estrategias de ahorro de energía es simplemente sorprendente, dice Christine Schwartz, neurocientífica que estudia la hibernación en la Universidad de Wisconsin La Crosse y no participó en el estudio. trabajo.
Los científicos han demostrado antes que las musarañas de dientes rojos, que pertenecen a un grupo separado de la musaraña etrusca, nacen y crecen hasta alcanzar su tamaño corporal completo en un solo verano. Luego, en otoño, comienzan a encogerse por completo en la longitud de la columna vertebral, el cráneo, el cerebro, los huesos, órganos como el hígado y el peso corporal, alcanzando su tamaño más pequeño en el invierno. En algún momento alrededor de febrero, comienzan a crecer nuevamente y alcanzan un segundo pico de tamaño a medida que maduran sexualmente en la primavera. Luego se reproducen una sola vez y, poco después, mueren. Este ciclo se conoce como fenómeno de Dehnels.
La neurogénesis adulta es algo muy raro y ocurre en cantidades muy bajas. Y si alguien muestra que hay cambios masivos en las neuronas, aumentos en el número de neuronas en la corteza de un mamífero, eso es. . . otro hallazgo estelar.
Dina Dechmann, Instituto Max Planck de Comportamiento Animal
Cuando Saikat Ray era estudiante de posgrado en el laboratorio de Michael Brecht en el Centro Bernstein de Neurociencia Computacional en Berlín, tenía curiosidad por ver si el fenómeno de Dehnels también existe en las musarañas de dientes blancos, la subfamilia que incluye a la musaraña etrusca. Ya tenían una colonia de musarañas etruscas en el laboratorio, dice Ray, quien ahora es un postdoctorado en el laboratorio de Nachum Ulanovsky en el Instituto Weizmann en Israel, porque los diminutos cerebros de los animales son un sistema modelo útil. para estudiar más del cerebro a la vez que los cerebros de mamíferos más grandes, como ratones o ratas. un año. Descubrieron que el volumen del cerebro disminuyó en el invierno, a pesar de mantener a los animales bajo un ciclo constante de luz y oscuridad de 12 horas, a una temperatura constante y con acceso ilimitado a la comida. Cuando limitaron la comida en el verano en diferentes musarañas, vieron una disminución en el grosor del cerebro. Esto indicó que el fenómeno está sujeto tanto a señales internas relacionadas con su edad o al paso del tiempo como a influencias externas, como la disponibilidad de alimentos.
Usando otro grupo de animales, el equipo de Rays identificó la contracción en el cerebro a la corteza somatosensorial, el área que recibe información sensorial de los bigotes de los animales, que utilizan para cazar. Una capa de la corteza somatosensorial disminuyó en ancho un 28 por ciento en invierno y aumentó un 29 por ciento el verano siguiente. El número de neuronas también aumentó en un 42 % en este nivel de la corteza entre el invierno y el verano.
La superposición de la corteza de una musaraña fotografiada en invierno (azul, azul oscuro) y verano (dorado, tostado) indica una corteza más grande volumen en el verano, ya que se ven más dorados y tostados que azules. SAikat ray
La parte más sorprendente de este hallazgo, según Ray, es que el efecto de contracción del cerebro [está] ocurriendo en el laboratorio, pero también es muy específico en el sentido de que parece ocurrir solo en regiones particulares y no es un efecto general en todas partes.
Estos cambios físicos también se traducen en cambios en la función cerebral. En la corteza somatosensorial, los investigadores clasificaron tres grupos de neuronas: activadas, suprimidas y no afectadas por el toque del bigote. Las neuronas suprimidas tenían una actividad más del doble en primavera y verano que en otoño e invierno. Este cambio en la actividad podría ayudar a los animales a conservar energía, según la hipótesis de los autores en el artículo.
Los investigadores los sometieron a una resonancia magnética y . . . por lo tanto, pudimos mostrar un cambio en el volumen de [una capa de] esta región del cerebro, la neocorteza, que es muy importante a lo largo de la vida de los animales. Es hermoso. Y muestran no solo que la corteza cambia de tamaño y grosor, sino también qué partes de la corteza se ven afectadas y en qué etapa de la vida de los animales, dice Dina Dechmann, ecologista conductual del Instituto Max Planck de Comportamiento Animal en Alemania, quien no participó en el trabajo.
Los autores no encontraron cambios en otras partes del cerebro o una disminución en invierno seguida de un aumento en verano en la masa total de los animales, por lo que no afecta otras cosas que generalmente se ven afectadas. por el fenómeno de Dehnels, dice Dechmann a The Scientist
Otra área de investigación futura, según Ray, es cómo ocurre la recuperación en el número de neuronas en la primavera y el verano. Parece que las neuronas están volviendo, pero exactamente cómo está sucediendo eso. . . está bastante abierto en este momento, dice. No está claro si solo están naciendo nuevas neuronas o si hay otros tipos de células que se están convirtiendo en neuronas.
La neurogénesis adulta es algo muy raro y ocurre en cantidades muy bajas, dice Dechmann. Y esto ocurre en los mamíferos, hasta donde sabemos, restringido al hipocampo [y al bulbo olfatorio]. Y si alguien muestra que hay cambios masivos en las neuronas, aumentos en el número de neuronas en la corteza de un mamífero, eso es. . . otro hallazgo estelar. Aprender cómo los animales crean nuevas células en el cerebro tiene muchas aplicaciones potenciales.
Vemos que el cerebro se encoge. Vemos pérdida de células, y eso a menudo está relacionado con eventos realmente perjudiciales, está de acuerdo Schwartz. Pero el hecho de que estos animales pasen por eso, pero luego simplemente se recuperen y recuperen esa pérdida es algo que hace que esto sea tan interesante e importante de estudiar.
S. Ray et al., Plasticidad estacional en la corteza somatosensorial de adultos, PNAS, doi:10.1073/pnas.1922888117, 2020.
Corrección (4 de diciembre): la historia se ha actualizado para aclarar el laboratorio en el que comenzó el trabajo . El Científico lamenta el error.