Investigadores de Israel identifican
“células del cerebro de posición social” en el cerebro, que responden a las
ubicaciones de otras en el entorno espacial.
Ya sea al jugar un deporte de equipo, o
simplemente pasear con la familia en el parque, continuamente estamos
conscientes de las posiciones de las personas que nos rodean, y hacia dónde se
dirige cada una.
Los científicos han localizado con
precisión en el cerebro neuronas llamadas “células de lugar”, que codifican
nuestra propia ubicación en el entorno, pero ha sido un misterio la forma como
nuestros cerebros representan las posiciones de los demás.
Una nueva investigación del Instituto
Weizmann de Ciencias con murciélagos, que fue publicada hoy en Science, revela
una sub-población de neuronas que codifican la ubicación específica de otros
murciélagos que vuelan cerca.
“Los murciélagos, como los humanos, son
animales sociales.
Son navegantes supremos y están muy
conscientes de los demás murciélagos en su entorno espacial”, afirmó el
Profesor Nachum Ulanovsky del Departamento de Neurobiología del Instituto,
quien lideró la investigación.
La investigación de Ulanovsky con
murciélagos de la fruta se focaliza en las células de lugar, que se encuentran
en una parte del cerebro llamada el hipocampo.
Estas células, que nos ayudan, y a otros
animales, a formar mapas cognitivos internos que usamos para navegar en nuestro
entorno, fueron el motivo de un Premio Nobel para sus descubridores en 2014.
Investigación más reciente ha sugerido que
el hipocampo también tiene un papel importante en la interacción social.
Por esto, Ulanovsky y su grupo, incluyendo
al Dr. David Omer, a la Dra. Liora Las y la estudiante de investigación Shir
Maimon, se preguntaron cómo estas dos funciones, lugar y social, pueden
intersecarse en esta parte del cerebro.
Ulanovsky y su equipo idearon una situación
de aprendizaje experimental para los murciélagos en su particular “laboratorio
de murciélagos”, en el que dos de ellos, un “maestro” y un “estudiante”, fueron
emparejados.
Primero, el estudiante observó como el
maestro volaba al azar hacia uno de los “soportes de fruta” ubicado en el
laboratorio y de nuevo a su percha.
Luego de 13 segundos, en promedio, el
estudiante rastreó la ruta del maestro hacia el alimento.
Para descubrir lo que sucedía en el cerebro
de los murciélagos, cada uno estaba equipado con un dispositivo miniatura de
grabación inalámbrica, llamado registrador neural, y pequeños electrodos que
permitieron a los investigadores grabar la actividad de aproximadamente 400
células cerebrales en la región frontal del hipocampo.
Estos minúsculos electrodos y el
dispositivo de grabación, que fueron desarrollados por Ulanovsky y su grupo
durante años, no intervienen de forma alguna con las actividades de los
murciélagos.
“La parte más desafiante de los
experimentos fue evitar que los dos murciélagos volaran juntos, ya que
necesitábamos que uno estuviera quieto para poder diferenciar las células de
lugar propio y las de los demás”, afirmó Ulanovsky.
“El truco fue identificar los machos alfa
del grupo y hacerlos maestros, lo que hizo que los estudiantes ‘tuvieran
respeto’ y no volaran junto con sus maestros”.
El resultado de estos experimentos apoya la
idea de que nuestros cerebros crean un mapa cognitivo, no solo de nuestra
ubicación en el entorno, sino que incluye mapeo social.
Cuando los murciélagos estudiantes
navegaron el espacio del laboratorio por si mismos, sus células de lugar
estuvieron activas naturalmente.
Pero cuando estuvieron quietos observando a
los murciélagos maestros, cerca del 18% de las células de sus hipocampos
representaron la posición del otro murciélago, esto es, se activaron cuando el
maestro voló por una porción específica del espacio.
Posteriores análisis sugieren que cerca de
la mitad de esas células actuaron alternativamente como células de lugar
normales o como las células de lugar sociales que ubicaron al otro murciélago,
mientras otras respondieron únicamente a la ubicación del otro murciélago.
Los sensores de movimiento que rastrearon
el movimiento de la cabeza de los murciélagos estudiante mostraron que esos
movimientos no podían dar cuenta de la actividad de las células de lugar
social.
Otro conjunto de experimentos abordó la
cuestión de si las subpoblaciones de células que los investigadores habían
identificado eran realmente sociales.
Los científicos hicieron que los
murciélagos estudiantes observaran objetos en movimiento, pelotas o dados,
tomando las mismas rutas que los maestros habían tomado en experimentos
anteriores, con o sin las recompensas al finalizar.
Los objetos también fueron representados en
el hipocampo, pero hubo una clara distinción entre estos y las células que
dispararon pulsos eléctricos en respuesta a otros murciélagos.
Un análisis de la anatomía funcional de
estas células mostró que hay una separación espacial entre las áreas del
hipocampo que mapean objetos u otros animales.
Junto con una investigación similar
realizada en ratas por los científicos de RIKEN, también publicada en Science,
esta investigación abre la puerta a nuevas preguntas sobre estas células de
lugar social.
Por ejemplo: ¿Cómo actúan estas células en
un “entorno social” con muchos participantes?
¿Su actividad depende de la relación con el
otro animal, o con su sexo?
Ulanovsky dijo: “estos hallazgos sugieren
que la parte de “lugar” del hipocampo no solo está involucrada en la navegación
del entorno físico.
También tiene un papel importante en la
navegación del entorno social”.
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