¿Comida o sexo? Las moscas de la fruta proporcionan información sobre la toma de decisiones

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Es probable que los individuos den prioridad a la comida sobre el sexo después de haber sido privados de ambos, según investigadores de la Universidad de Birmingham, que han estudiado este conflicto de comportamiento en las moscas de la fruta.

Un nuevo estudio, publicado en Biología actual, identificó los impulsos neuronales precisos que se desencadenan en los cerebros de las moscas cuando se enfrentan a elecciones críticas de alimentación o apareamiento.

Las moscas de la fruta, o Drosophila, se utilizan comúnmente en la investigación neurocientífica que se puede utilizar para proporcionar información sobre cómo se comportan los cerebros más complejos. Esto se debe a que Drosophila exhibe comportamientos complejos como la memoria y el aprendizaje, pero estos están controlados por un cerebro relativamente más simple con solo alrededor de 100,000 neuronas. En comparación, el cerebro humano tiene alrededor de 86 mil millones de neuronas.

La Dra. Carolina Rezaval, líder del grupo de investigación de la Universidad de Birmingham, explica: «A menudo estamos expuestos a situaciones de conflicto en las que tenemos que priorizar un objetivo sobre otros. Para un animal en la naturaleza, esto puede significar tener que elegir entre alimentarse, aparearse o luchar por los recursos. ¿Cómo sabe el animal qué hacer? La mosca de la fruta Drosophila es un gran sistema experimental para comprender cómo se toman decisiones de comportamiento cruciales en el cerebro. Podemos identificar los elementos neuronales que dirigen los comportamientos con gran resolución y descifrar los mecanismos subyacentes «.

Sherry Cheriyamkunnel, exalumna del Dr. Rezaval y una de las principales contribuyentes al estudio, agregó: « El conocimiento adquirido por los investigadores en el laboratorio puede revelar los mecanismos fundamentales que subyacen a la toma de decisiones que pueden ser comunes a muchas especies, pero que son difíciles de estudiar en el sistemas experimentales de mamíferos «.

En el estudio, las moscas macho se mantuvieron alejadas tanto de la comida como de las hembras y, por lo tanto, se les ofreció la opción de ambas. El equipo descubrió que el apareamiento se veía constantemente abrumado por la inanición en las moscas hambrientas, y que el punto de inflexión del comportamiento se producía después de unas 15 horas de inanición. Una vez alimentados, los investigadores encontraron que las moscas macho dirigían su atención al cortejo, a veces en cuestión de segundos.

Luego, el equipo utilizó herramientas genéticas para etiquetar las neuronas del cerebro con marcadores fluorescentes. También activaron o desactivaron una pequeña cantidad de neuronas y probaron los efectos sobre el comportamiento. Con estas herramientas, preguntaron cómo responde el cerebro de la mosca cuando hay opciones en conflicto disponibles y cómo elige entre ellas.

En colaboración con el laboratorio del profesor Scott Waddell de la Universidad de Oxford, los investigadores utilizaron una técnica llamada imágenes de calcio de dos fotones para monitorear las neuronas en los cerebros de moscas vivas. Esto les permitió identificar las neuronas activadas en el cerebro de las moscas mientras tomaban decisiones sobre qué priorizar.

«Las neuronas que le dicen a la mosca que vaya a comer o aparearse, están esencialmente compitiendo entre sí», explica el Dr. Rezaval. «Si la necesidad de comer es más urgente, las neuronas que se alimentan se harán cargo, si la amenaza del hambre es menor, entonces ganará la necesidad de reproducirse».

Los investigadores también encontraron que la elección de comportamiento no fue de ninguna manera fija y está influenciada por el contexto. Por ejemplo, aunque la alimentación era una prioridad cuando la mosca tenía poca energía, esta decisión también podría estar influenciada por la calidad de la comida, ya que las moscas rechazan la mala comida y eligen aparearse, incluso cuando tienen hambre.

Saloni Rose, estudiante de doctorado y uno de los principales contribuyentes al estudio agregó: «Todavía tenemos mucho que aprender de la mosca de la fruta, como lo que sucede cuando se introducen otras amenazas: cómo la mosca decidiría si alimentarse o huir de un depredador, o qué sucedería. ¿Qué pasaría si una mosca de la fruta hembra se enfrentara a opciones similares? Todos estos conocimientos nos ayudan a construir una imagen del complejo proceso de toma de decisiones en el cerebro «.

Al aprender los mecanismos generales del cerebro, los investigadores podrán comprender mejor cómo funcionan los cerebros complejos y qué sucede cuando fallan en condiciones como la adicción, la enfermedad de Parkinson o el Alzheimer, que se sabe que influyen en la toma de decisiones en el cerebro.

La investigación fue financiada por el Consejo de Investigación de Biotecnología y Ciencias Biológicas (parte de Investigación e Innovación del Reino Unido), el Wellcome Trust y la Royal Society.

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