Quien acuñó la frase “ciego como un murciélago” probablemente no sabía que los murciélagos ven casi tan bien como los humanos. Los murciélagos también oyen bien, orientándose a través de la “ecolocalización”, un sistema basado en el sonido. Pero resulta que, incluso sin esa entrada sensorial, los murciélagos pueden encontrar con éxito su camino hacia un objetivo, gracias a una clase especial de neuronas existentes en el cerebro del murciélago, recientemente identificadas por los científicos del Instituto Weizmann.
El descubrimiento de estas neuronas, localizado en una parte del cerebro asociada con la memoria, revela un vínculo previamente desconocido entre la memoria y la navegación en el cerebro de los mamíferos. Curiosamente, el estudio basado en murciélagos puede ayudar a explicar cómo la pérdida de memoria y “perderse” tienden a ir juntos en los pacientes de Alzheimer humanos.
El estudio fue realizado por el Prof. Nachum Ulanovsky y la estudiante de investigación Ayelet Sarel, ambos del Departamento de Neurobiología, junto con sus colegas departamentales Dres. Arseny Finkelstein y Liora Las. Sus resultados fueron publicados en Science.
Una trayectoria de vuelo calculada
Para aclarar cómo los murciélagos realizan los complejos cálculos neuronales necesarios para navegar hacia un destino específico, el Prof. Ulanovsky y su equipo entrenaron a los murciélagos egipcios de la fruta a volar en trayectorias muy complejas dentro de una sala de vuelo especialmente diseñada. La habitación incluía un solo sitio de aterrizaje -la meta de navegación- donde el murciélago podía comer y descansar. Cuando el murciélago voló, los investigadores usaron un dispositivo inalámbrico para registrar la actividad de 309 neuronas individuales en un área definida del hipocampo de los murciélagos.
Los científicos descubrieron que aproximadamente una quinta parte de estas neuronas del hipocampo eran células de dirección de objetivo significativas; máximamente activas cuando el murciélago se dirigía en un ángulo particular con respecto a la meta, con la mayoría de las neuronas mostrando la activación más fuerte cuando el murciélago se dirigía directamente hacia la meta.
En las sesiones de vuelo en las que el objetivo fue obscurecido por una cortina opaca que bloqueó la entrada sensorial basada en la visión, la ecolocalización y el olfato, una fracción sustancial de las neuronas continuó exhibiendo disparos direccionales indicando que esta señal direccional fue activada por la información sobre el objetivo que se almacenó en la memoria.
Los científicos también descubrieron algo más: las neuronas de distancia se disparaban al máximo cuando el murciélago estaba a poca distancia del objetivo. En lugar de estar completamente separadas de las neuronas direccionales, un número estadísticamente significativo de estas neuronas “distancia-objetivo” se entendió que estas neuronas codificaban para “dirección de meta” también. Esto sugiere que tales neuronas individuales son capaces de lo que el Prof. Ulanovsky llama representación vectorial: codifican información computacional compleja basada en las mediciones de dirección y distancia a la meta.
La conexión con la enfermedad de Alzheimer
El estudio de la ciencia ayuda a aclarar la conexión entre la navegación y la memoria y no sólo con los murciélagos.
“El mecanismo neuronal no reconocido anteriormente se localiza en el hipocampo, una parte del cerebro involucrado en la pérdida de memoria en la enfermedad de Alzheimer”, dice el Prof. Ulanovsky, agregando que los estudios cerebrales en seres humanos atestiguan la participación del hipocampo en el desempeño de la tarea de navegación. “Se ha demostrado que el daño al hipocampo afecta el funcionamiento de la navegación, algo que puede explicar la tendencia de las personas con Alzheimer a desorientarse o perderse”.
Pero cuando funciona, el mecanismo -como un GPS neural- nos ayuda a llegar a donde tenemos que ir. “Al igual que el murciélago quiere llegar a la fruta oculta detrás de la cortina, los seres humanos pueden querer encontrar un camping en la colina, o un café escondido justo detrás de un edificio de oficinas”, dice el profesor Ulanovsky. “En tales casos, incluso si no hay señales claras que lleguen a través de nuestros sentidos, podemos confiar en el mecanismo neuronal en nuestro cerebro para ayudarnos a localizar el objetivo. En este experimento, los murciélagos nos mostraron cómo se hace. ”
El Prof. Nachum Ulanovsky cuenta con el apoyo del Fondo Lulu P. y David J. Levidow para la Investigación de Enfermedades y Neurociencias de Alzheimer, la Fundación Adelis, Mike y Valeria Rosenbloom a través de la Fundación Mike Rosenbloom y la Fundación Harold y Faye Liss.
fuente:Aurora