Sumar y restar ciertas neuronas les dice a los investigadores si una langosta puede o no olisquear un olor.

0


Huele una taza de café.

Huele por dentro o por fuera; verano o invierno; en una cafetería con un bollo; en una pizzería con salami picante, ¡incluso en una pizzería con bollos! – El café huele a café.

¿Por qué otros olores o diferentes factores ambientales no «interfieren», por así decirlo, con la experiencia de oler olores individuales? Investigadores de la Escuela de Ingeniería McKelvey de la Universidad de Washington en St. Louis recurrieron a su tema de investigación de confianza, la langosta, para averiguarlo.

Lo que encontraron fue «sorprendentemente simple», según Barani Raman, profesor de ingeniería biomédica. Sus hallazgos fueron publicados en la revista Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.

Raman y sus colegas han estado trabajando con langostas durante años, observando sus cerebros y sus comportamientos relacionados con el olfato en un intento de diseñar langostas que huelan bombas. En el camino, han logrado avances significativos en lo que respecta a la comprensión de la mecánica en juego cuando se trata del olor a langosta.

Para entender cómo es posible que una langosta pueda reconocer olores constantemente sin importar el contexto, siguieron el ejemplo de Ivan Pavlov. Al igual que los perros de Pavlov, las langostas fueron entrenadas para asociar un olor con la comida, prefiriendo una brizna de hierba. Después de pasar un día sin comer, se expuso a una langosta a un resoplido de olor (una bocanada de hexanol o acetato de isoamilo), y luego se le dio una brizna de hierba. En solo seis de estas introducciones, la langosta aprendió a abrir sus palpos (apéndices sensoriales cerca de la boca) en anticipación de un refrigerio después de simplemente oler el «olor de entrenamiento». Así como reconocemos el café, la langosta entrenada pudo reconocer el olor y no permitió que otros factores se interpusieran en su camino.

En este punto, los investigadores comenzaron a observar qué neuronas se activaron cuando la langosta estuvo expuesta al olor en diferentes condiciones, incluso en combinación con otros olores, en condiciones húmedas o secas, cuando tenían hambre o estaban completamente alimentadas, entrenadas o no. , y por diferentes periodos de tiempo.

Bajo diferentes circunstancias, los investigadores encontraron que se activaban patrones neuronales altamente inconsistentes incluso cuando los palpos de la langosta se abrían cada vez. «Las respuestas neuronales fueron muy variables», dijo Raman. «Parecía estar en desacuerdo con lo que estaban haciendo las langostas, en términos de comportamiento».

¿Cómo pueden las distintas respuestas neurales producir un comportamiento consistente o estable? Para probar esto, los investigadores recurrieron a un algoritmo de aprendizaje automático. «Queríamos ver si, dados estos diferentes patrones de respuesta neuronal, ¿podemos predecir el comportamiento de la langosta?» dijo Raman. «La respuesta fue sí, podemos».

El algoritmo resultó ser muy simple de interpretar. Explotó dos tipos funcionales de neuronas: están las neuronas ON, que se activan cuando hay un olor presente, y están las neuronas OFF, que se silencian cuando hay un olor presente pero se activan al final de la presentación del olor. .

«Se puede pensar en las neuronas ON como que transmiten ‘pruebas de’ la presencia de un olor y en las neuronas OFF como ‘pruebas en contra’ de la presencia de ese olor», dijo Raman. Para reconocer la presencia de un odorante, los investigadores simplemente tuvieron que agregar evidencia de la presencia del odorante (es decir, agregar picos en todas las neuronas ON) y restar evidencia contra la presencia de ese olor (es decir, agregar picos en todas las neuronas OFF). . Si el resultado estuviera por encima de cierto umbral, el aprendizaje automático predeciría que la langosta olió el olor.

«Nos sorprendió descubrir que este enfoque simple es todo lo que se necesita para reconocer sólidamente un odorante», dijo Raman.

Raman comparó el proceso con comprar una camisa. Supongamos que tiene una lista de cualidades que está buscando: algodón, mangas largas, tapeta con botones, color sólido, tal vez un bolsillo delantero para guardar sus anteojos y algunos adelantos, como solo lavado en seco o lunares.

Puede tener suerte y encontrar una camisa que sea exactamente lo que está buscando. Pero, de manera más pragmática, haría una compra siempre que muchas de las funciones que está buscando estén allí y la mayoría de las funciones que rompen acordes no estén allí.

Encontrar las características deseadas es similar a la información transportada por las neuronas ON. La ausencia del rompecabezas es similar al silenciamiento de las neuronas OFF. Siempre que se activen suficientes neuronas ON que normalmente son activadas por un odorante, y la mayoría de las neuronas OFF no lo han hecho, sería una apuesta segura predecir que la langosta abrirá sus palpos en anticipación de una sorpresa cubierta de hierba. .

También podría gustarte
Deja una respuesta

Su dirección de correo electrónico no será publicada.

This website uses cookies to improve your experience. We'll assume you're ok with this, but you can opt-out if you wish. Accept Read More