La oxitocina en el cerebro de un pez en desarrollo determina el comportamiento social posterior
Crédito: Pixabay/CC0 Public Domain
Cada vez que decidimos organizar una fiesta, invitar a los suegros a cenar o embarcarnos en un crucero, nos guiamos por lo más básico componente del comportamiento social: El deseo de pasar el rato con otros humanos. Teniendo en cuenta que el impulso de formar grupos con miembros de la propia especie se ha conservado a lo largo de la evolución, es evidente que el comportamiento social está regido por los genes, al menos en cierta medida. Pero nuestros padres y maestros nos ayudan a perfeccionar nuestra gracia social, por lo que es difícil, si no imposible, separar los efectos de la naturaleza y la crianza en este comportamiento. Mediante el estudio del pez cebra, los investigadores del Instituto Weizmann de Ciencias, en colaboración con científicos de Portugal, han logrado resolver parte del enigma de cómo el comportamiento social está integrado en el cerebro en desarrollo.
El pez cebra es perfecto para estudiar las bases innatas del comportamiento porque no recibe cuidados de los padres. «Algunas especies de peces cuidan de sus crías, pero no el pez cebra», explica el Prof. Gil Levkowitz de los Departamentos de Biología Celular Molecular y Neurociencia Molecular de Weizmann, quien dirigió el equipo de investigación junto con el Prof. Rui F. Oliveira del Instituto Gulbenkian de Cincia en Portugal. . «La hembra del pez cebra genera varios cientos de óvulos, que son fertilizados por el esperma liberado en el agua por el macho. Ella proporciona a sus crías una ‘fiambrera’, un saco de proteínas, o yema, que forma parte del óvulo, pero por lo demás, su mensaje a sus hijos es: Manéjense solos».
Alrededor de las cuatro semanas de edad, los peces juveniles de un centímetro de largo, recién salidos de la etapa larvaria, comienzan a socializar. Aunque no están sincronizados tan exquisitamente como los bancos de peces luna en «Buscando a Nemo», muestran una fuerte tendencia a nadar juntos como grupo, lo que se denomina cardumen. Al igual que los humanos, tienen un incentivo para buscar compañía; en su caso, el grupo les proporciona ventajas para buscar alimento, sortear corrientes, evitar depredadores y encontrar pareja. El comportamiento de los bancos de peces cebra requiere un procesamiento sofisticado de las señales visuales y sociales, muy similar al que tiene lugar en el cerebro de los humanos en proceso de socialización. En particular, el pez cebra debe ser capaz de identificar a otros peces como pertenecientes a los suyos, «amigables» en oposición a especies diferentes o, peor aún, depredadoras.
Para aprender cómo se desarrolla el comportamiento social del pez cebra, el Los investigadores decidieron centrarse en la hormona oxitocina, uno de los neuroquímicos más importantes conocidos por mejorar las interacciones sociales, incluido el vínculo. La becaria postdoctoral Dra. Ana Rita Nunes y el estudiante de doctorado Michael Gliksberg crearon un sistema para explorar los efectos de la oxitocina en el cerebro en desarrollo de las larvas de pez cebra. Produjeron larvas transgénicas cuyas neuronas productoras de oxitocina albergaban un gen bacteriano que codificaba una sensibilidad fatal a los antibióticos. Luego, los investigadores pudieron eliminar estas neuronas de los cerebros de las larvas en diferentes etapas de su desarrollo agregando antibióticos al agua, y luego observaron el comportamiento del pez cebra cuando se convirtieron en adultos.
Los científicos descubrieron que el las larvas cuyos cerebros carecían de oxitocina desde el principio, específicamente en las dos primeras semanas de vida, se convirtieron en peces adultos con una capacidad disminuida para la interacción social, es decir, nadar en un cardumen. Aunque sus cerebros regeneraron las neuronas de oxitocina más adelante en la vida, esta capacidad no se restauró. Esto significaba que para que los adultos fueran capaces de comportarse socialmente, sus cerebros tenían que ser organizados por la oxitocina de cierta manera durante una ventana de tiempo crítica del desarrollo del cerebro en la que se establecen los rasgos sociales.
Los investigadores además descubrió los mecanismos por los cuales la oxitocina prepara al cerebro en crecimiento para socializar. Demostraron que las neuronas productoras de oxitocina eran críticas para el nacimiento de otro tipo de neurona, una que libera el neurotransmisor dopamina, que se sabe que regula los sentimientos de recompensa y motivación. El pez cebra cuyos cerebros no habían estado expuestos a la oxitocina durante las dos primeras semanas de vida tenía un número reducido de neuronas productoras de dopamina, así como un número reducido de conexiones a estas neuronas, en dos áreas cerebrales distintas.
Una de estas áreas era responsable de procesar estímulos visuales, aparentemente del tipo esencial para reconocer a posibles compañeros de natación. Un área análoga en el cerebro de los mamíferos, incluidos los humanos, está involucrada en el procesamiento de señales visuales en situaciones sociales. Controla los movimientos oculares que escanean, por ejemplo, diferentes elementos de la cara en un orden particular para descifrar las expresiones faciales. Este patrón a menudo está ausente en las personas con autismo, lo que sugiere que sus cerebros responden de manera diferente a las señales visuales sociales. La otra área del cerebro con deficiencia de dopamina en el pez cebra era análoga a un importante centro de recompensa en el cerebro de los mamíferos, que está involucrado en el refuerzo positivo de las interacciones sociales.
La falta de oxitocina en el período crítico de desarrollo temprano También interrumpió un sistema de conexiones neuronales conocido como la red de toma de decisiones sociales, un grupo de áreas del cerebro que trabajan juntas para procesar información social. En los peces cuyos cerebros se habían desarrollado sin oxitocina, los patrones de sincronización de las actividades neuronales entre estos centros eran completamente diferentes a los de los peces normales.
«Nuestra investigación ha demostrado que la oxitocina es mucho más que una hormona que crea vinculación y empatía juega un papel en la construcción de los sistemas cerebrales que usará más tarde, incluidos los involucrados en el procesamiento sensorial, la cognición, el aprendizaje y la transmisión de una sensación de recompensa», dice Gliksberg.
Nunes lo resume: » La oxitocina organiza el cerebro en desarrollo de una manera que es esencial para responder a las situaciones sociales».
Los mecanismos revelados en el estudio proporcionan una nueva base para la investigación de los programas genéticos que gobiernan el comportamiento social en los seres humanos, en particular los mediados por la oxitocina. cambios en el cerebro en desarrollo durante los primeros períodos críticos, en los que se establecen las habilidades sociales. La comprensión de estos mecanismos puede avanzar en la búsqueda de la base molecular de los trastornos psiquiátricos del neurodesarrollo que se cree que son desencadenados en parte por los genes, incluidos los trastornos del espectro autista.
Explore más
Genética o entorno social: ¿Quién gana en la influencia de los comportamientos? Más información: Ana Rita Nunes et al, Developmental Effects of Oxytocin Neurons on Social Affiliation and Processing of Social Information, The Journal of Neuroscience (2021). DOI: 10.1523/JNEUROSCI.2939-20.2021 Información de la revista: Journal of Neuroscience
Proporcionado por el Instituto Weizmann de Ciencias Cita: La oxitocina en el cerebro de un pez en desarrollo determina la interacción social posterior comportamiento (2021, 29 de diciembre) obtenido el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-12-oxytocin-fish-brain-social-behavior.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.