Las abejas ingresan a la realidad virtual para que los científicos puedan estudiar sus cerebros
ARRIBA: Una abeja en un laberinto en forma de T. Las rayas blancas y negras guían a la abeja hacia una recompensa de sacarosa.HANNA ZWAKA
Investigadores de la Universidad Libre de Berlín han desarrollado un método para registrar directamente los cerebros de las abejas mientras navegan en un entorno de realidad virtual. El equipo implantó electrodos en una región del cerebro de la abeja llamada cuerpo de hongo, ubicado en el lóbulo frontal de la antena, para rastrear los cambios neurológicos a medida que las abejas trabajaban para completar un laberinto virtual, según un estudio publicado el mes pasado (25 de enero) en Frontiers in Behavioral Neuroscience.
El experimento involucró atar abejas melíferas a una bola de espuma de poliestireno “cinta de correr” y exponerlos a una pantalla en forma de cono que muestra imágenes de su entorno natural, mientras se monitorea la actividad eléctrica en sus cerebros.
“La principal fortaleza de este estudio es la posibilidad que ofrece su configuración para combinar electrofisiología grabación y una tarea de aprendizaje visual” dice…
La realidad virtual (RV) se ha utilizado para estudiar el comportamiento, la fisiología y la neurociencia de especies, desde moscas hasta roedores, pero no fue hasta hace poco que se utilizó con éxito para estudiar abejas. En 2017, Martin Giurfa, investigador de comportamiento animal en la Universidad de Toulouse, se convirtió en el primero en crear un entorno de realidad virtual para las abejas, usándolo para investigar el aprendizaje visual de los insectos y su capacidad para transferir el conocimiento aprendido en el mundo real a un entorno virtual. .
El desarrollo de una configuración de realidad virtual efectiva para las abejas fue un gran logro, dice Giurfa. Dice que el nuevo estudio, en el que no participó, muestra cómo esta tecnología se puede combinar con equipos de registro neuronal, como se ha hecho con moscas de la fruta y ratones, para obtener más información sobre los mecanismos del aprendizaje y la memoria.
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Para lograr este emparejamiento, Hanna Zwaka, postdoctorado en el grupo de investigación dirigido por el neurobiólogo Randolf Menzel, y sus colegas primero demostraron que las abejas fueron efectivamente engañadas por el entorno virtual. Las abejas fueron entrenadas para navegar por un laberinto clásico, siguiendo una serie de franjas amarillas y azules hasta una recompensa de sacarosa. Luego, los investigadores pusieron los insectos en la configuración de realidad virtual y mostraron en la pantalla las mismas rayas de colores que las abejas habían visto en el laberinto de la vida real. Efectivamente, las abejas caminaron hacia los estímulos visuales apropiados para resolver el laberinto. Es un videojuego simple en 3D para abejas, dice Zwaka.
La configuración de realidad virtual utilizada para estudiar el aprendizaje de las abejasHANNA ZWAKA
En un experimento separado, el grupo probó la capacidad de las abejas para aprender un laberinto únicamente en el entorno virtual. ambiente. Esta vez, Zwaka y sus colegas implantaron electrodos en el lóbulo frontal de sus diminutos cerebros para registrar cambios en las señales neurológicas. Se dirigieron específicamente al cuerpo del hongo, una región que contiene una variedad de neuronas diferentes, ya que estudios anteriores han demostrado que la estructura está involucrada en el aprendizaje y la memoria.
Efectivamente, el equipo documentó cambios significativos en el cuerpo del hongo. en el transcurso del entrenamiento. El tipo de células que respondían cambiaba a medida que las abejas respondían a los estímulos, al igual que el número de células que se disparaban y la frecuencia de respuesta, explica Zwaka. Los autores sugieren que estos cambios son producto del aprendizaje visual que ocurre cuando las abejas manejan el laberinto virtual.
Las abejas nunca aprendieron a seguir el laberinto de manera tan consistente como lo habían hecho en el primer experimento. , sin emabargo. Para Weber, esto sugiere que los cambios neuronales observados no representan aprendizaje. [El estudio carecía de] rendimiento de aprendizaje significativo y convincente, dice ella. Weber cree que los electrodos pesados podrían haber afectado el rendimiento de las abejas, agobiándolas o haciéndolas sentir incómodas. Parece necesario más trabajo para validar sus hallazgos sobre la implicación de los cuerpos de hongos en el aprendizaje visual, dice.
Zwaka no sabe exactamente por qué las abejas entrenadas en el entorno virtual navegaron por el laberinto de manera menos consistente que las entrenadas en el entorno virtual. mundo real, pero ella no necesariamente llamaría a su desempeño deteriorado. La novedad de esta configuración de grabación significa que no hay un rendimiento real con el que puedas compararlo. Tal vez no funcionen exactamente como esperaríamos durante el vuelo libre. Pero eso no significa que no haya habido aprendizaje, dice ella.
Está de acuerdo en que se necesita más investigación para comprender los resultados que puede producir la configuración de realidad virtual. Pero ella y sus colegas piensan que es una de las técnicas más prometedoras para investigar la naturaleza neurológica del aprendizaje en las abejas.
Una mejor comprensión del cerebro de la abeja podría arrojar información sobre la memoria y el aprendizaje humanos, dice Menzel, y los cerebros de abeja son más fáciles de trabajar. Bajo ciertas condiciones, un cerebro pequeño es mucho más conveniente y es más posible profundizar en los mecanismos celulares y las propiedades de la red.
Pero, agrega, estos cerebros diminutos son más complejos que nosotros. podría imaginar.
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