El estudio del cerebro de un murciélago revela cómo los animales usan ‘células de lugar’ para navegar en el espacio y el tiempo

Estás corriendo por la carretera y, de repente, un automóvil se detiene frente a ti. En una fracción de segundo, su cerebro proyecta su ubicación y predice que chocará con el automóvil, lo que le dice a sus músculos que participen en una maniobra de evasión. En este momento, tu cerebro está prestando más atención a dónde estás voluntad estar en lugar de donde estás.

Esta capacidad de proyectar nuestra ubicación actual hacia el futuro es una característica clave del sistema de navegación de los mamíferos y, a menudo, puede significar la diferencia entre la vida y la muerte.

Para comprender mejor este fenómeno, los neurocientíficos hemos mirado

en la mente de los murciélagos frugívoros mientras volaban alrededor de una habitación con cámaras que rastreaban sus movimientos y alimentadores para alentarlos a volar, a velocidades de hasta 50 kilómetros por hora (31 mph).

Los investigadores compararon la actividad neuronal rastreada de forma inalámbrica de los murciélagos frugívoros egipcios (Rousettus aegyptiacus) con sus trayectorias de vuelo y notaron que las ” células de lugar ” de los murciélagos, neuronas únicas responsables de codificar la posición espacial de un animal, estaban más estrechamente correlacionadas con dónde estarían los murciélagos en un futuro cercano, en lugar de dónde se encontraban en ese momento específico. a tiempo.

“Queríamos averiguar: ¿la actividad neuronal en el momento presente hace un mejor trabajo al representar una posición pasada o futura que la posición actual actual? Y descubrimos que, para algunas neuronas, la actividad neuronal en realidad funciona mucho mejor trabajo de representar un puesto futuro, ” dicho el autor principal del estudio y neurocientífico Nicholas Dotson de UC Berkeley.

Las células de lugar son un tipo de neurona ubicada en el hipocampo; se activan cuando un animal se traslada a lugares concretos de su entorno. Las diferentes ubicaciones están representadas por diferentes celdas de lugar, que forman una especie de “mapa” neuronal interno del espacio circundante.

“Si tuvieras acceso a la actividad neuronal en mi hipocampo mientras caminaba por una habitación, podrías decodificar dónde estaba en la habitación en función de esta actividad neuronal”, Dotson dicho.

Investigación previa ha revelado cómo estas neuronas dedicadas codifican posiciones espaciales en roedores, encontrando que sus células de lugar codifican posiciones inmediatamente delante de los animales, en lugar de más a lo largo del camino. Los investigadores creían que esto se debía a sus movimientos más lentos en entornos experimentales.

Los murciélagos, por otro lado, vuelan a velocidades tremendamente altas, lo que les obliga a planificar y predecir rápidamente posiciones en el futuro, lo que hace que sus representaciones posicionales se extiendan a lo largo de un continuo de espacio y tiempo.

En este estudio, la actividad neuronal de los murciélagos se correlacionó con su posición espacial mucho más fuertemente cuando su posición se proyectó unos cientos de milisegundos, o un segundo en el futuro.

Se han identificado células de lugar en una amplia variedad de mamíferos, sin embargo, aún no está claro si esta capacidad de proyectarse hasta un segundo en el futuro es exclusiva de los murciélagos y sus movimientos de alta velocidad. Es posible que los cerebros de los animales más lentos, incluidos los humanos, simplemente no necesiten planificar con tanta anticipación.

“Es posible que las criaturas terrestres no necesiten proyectarse tan lejos en el futuro como un murciélago, pero, incluso para los humanos, podría variar según la situación. Si estás caminando, probablemente te contentes con saber qué va a pasar justo delante de ti. Pero cuando conduces, quieres saber qué va a pasar a tres metros o más de ti, porque te mueves a una velocidad muy alta “. dice el neurobiólogo Michael Yartsev, también de UC Berkeley.

“Ahora que sabemos que existe alguna representación neuronal de la posición futura en los murciélagos, podemos preguntarnos: ¿Cuáles son los componentes compartidos entre diferentes animales? ¿Y de qué manera, y en qué medida, los humanos exhiben esta habilidad?”

El estudio fue publicado en la revista Ciencias.

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