Pigeon GPS Identified
FLICKR, JEAN-DANIEL ECHENARD
Las palomas, las tortugas marinas, las langostas espinosas y las ratas topo no necesitan Google Maps o MapQuest para encontrar el camino a casa: han construido -en GPS. Estos animales y otros dependen del campo magnético de la Tierra para orientarse y navegar. Pero no está claro cómo sus cerebros procesan la información magnética.
Ahora, los investigadores han identificado la fuente neuronal del sentido magnético en las palomas: células individuales que codifican tres factores clave de posicionamiento: la dirección de un campo magnético, su intensidad , y su polaridad (norte o sur). La investigación, publicada hoy (26 de abril) en Science, es un primer paso hacia la comprensión de cómo los animales, incluidos los humanos, calculan mapas en sus cabezas y algún día podría ayudar a los médicos a tratar a las personas afectadas por la desorientación espacial.
“Los autores hicieron un hermoso trabajo” registrando la actividad neuronal, dijo Wolfgang Wiltschko de la Universidad Goethe de Frankfurt, el primer científico en demostrar la orientación magnética en aves a finales de la década de 1960, que no…
El año pasado, J. David Dickman y Le -Qing Wu del Baylor College of Medicine en Texas descubrió que cuatro áreas principales del cerebro se activan cuando las palomas responden a los cambios del campo magnético: la región vestibular del tronco encefálico, el tálamo dorsal, las regiones visuales de la corteza y el hipocampo, conocidas como ser el lugar de la memoria espacial. Las observaciones del comportamiento sugieren que los sistemas visual, vestibular y auditivo de las aves están todos involucrados en la magnetorrecepción, por lo que cabría esperar que se activen exactamente estas partes del cerebro, dijo Wiltschko. Si tuviera que construir una brújula magnética, usaría estos sistemas.
A continuación, Dickman y Wu profundizaron en el cerebro para registrar las respuestas de las neuronas individuales en estas regiones. Usando siete palomas despiertas, registraron 329 neuronas en el área vestibular del tronco encefálico, mientras exponían a las aves a un campo magnético artificial creado por un cubo de metal abierto envuelto en cables y conectado a un generador. Los pájaros también estaban en la oscuridad, por lo que no había posibilidad de que el sentido magnético estuviera siendo activado por el sistema visual, como se ha propuesto en el pasado.
Cuando Dickman y Wu variaron la dirección del campo magnético, su intensidad o su polaridad, registraron respuestas significativas de 53 de las neuronas probadas. Diferentes neuronas respondieron a los campos magnéticos desde direcciones específicas, disparándose con mayor frecuencia cuanto más intenso era el campo. Por primera vez, pudimos cuantificar las células cerebrales [magnetorreceptivas], dijo Dickman. Cada celda está sintonizada en una dirección diferente del campo magnético en el espacio, cada una tiene una dirección máxima y mínima que le gusta. Las células también respondieron a intensidades de campo desde 20 microtesla (T) hasta 70 a 120 T, un rango que abarca el campo geomagnético de la Tierra de 25 a 65 T.
Pero incluso con las células subyacentes a la magnetorecepción identificadas en palomas, surge otra pregunta: ¿qué parte del cuerpo recibe las señales magnéticas y las transmite a las neuronas? Lo siguiente que buscamos es el receptor, dijo Dickman.
Los científicos han propuesto la retina, la nariz y el oído interno como el sitio de un receptor en las aves. A partir de los estudios de ablación en los que lesionó el oído interno, Dickman cree que ese es el sitio del magnetorreceptor, pero Wiltschko dijo que los estudios de comportamiento apuntan al sistema visual. El centro visual del cerebro está muy cerca del centro vestibular, donde el equipo de Dickman identificó las neuronas magnetorreceptoras, por lo que es posible que ambas estén involucradas, dijo Wiltschko. Tengo muchas ganas de ver lo que sucede en el campo, dijo.
L. Wu y JD Dickman. Correlatos neuronales de un sentido magnético, Science, doi:10.1126/science.1216567, 2012.
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