Bigotes de animales envían Información asombrosa al cerebro.

bigotes

Mientras nuestros órganos sensoriales registran objetos y estructuras del mundo externo, están continuamente recibiendo y mandando información al cerebro. En una investigación recientemente publicada en Nature Neuroscience.

Científicos del Instituto Weizmann descubrieron que en el caso de ratas, las cuales utilizan sus bigotes para tantear sus alrededores en la noche, grupos de terminales nerviosos llamados mecano-receptores localizados en la base de cada bigote, funcionan como minúsculas calculadoras.

Estos receptores computan de manera continua el modo en el que la base del bigote rota en su cavidad, expresándolo como la fracción de la rotación completa proyectada del bigote, de tal manera que el cerebro está siendo actualizado de manera continua respecto a la rotación del bigote.

Los bigotes, como nuestros ojos o dedos, deben moverse para sentir los objetos estáticos en su ambiente. El Prof. Ehud Ahissar y su grupo en el Departamento de Neurobiología del Instituto, incluyendo la Dra. Knarik Bagdasarian, han estado investigando el sistema sensorial activo de los ratones por más de una década, aplicando un método en el cual el experimentador “bate los bigotes” de un ratón anestesiado.

Este método les permite estudiar la llamada sensación activa, pero el movimiento del bigote no puede imitar al de un ratón despierto, en el cual la percepción y el acto de batir los bigotes están estrechamente relacionados.

En el estudio actual ellos combinaron su método con uno desarrollado por el Dr. Avner Wallach, en aquel entonces becario posdoctoral del laboratorio de Ahissar, cuya investigación de doctorado con los Prof. Shimon Marom y Ron Meir en el Technion involucraron trabajos relacionados a la integración de computadoras en sistemas biológicos.

Wallach, Bagdasarian y Ahissar desarrollaron un método combinado: un sistema de circuito cerrado en el cual el sistema de batido de bigotes de las ratas y la computadora forman una especie de “híbrido rata-computadora” que recrea el movimiento de los bigotes y la forma en que es regulado en ratas despiertas que se mueven libremente.

 

Bigotes de animales.

 

El descubrimiento de que los mecano-receptores dentro de los folículos de los bigotes estaban de hecho calculando la fase del movimiento de los bigotes en tiempo real fue una sorpresa para los investigadores, porque al saber la fase, se puede predecir cómo se va a mover el bigote. La suposición era que circuitos neuronales especializados realizarían estos cálculos utilizando datos puros tanto del receptor como de los circuitos de planificación de movimiento del cerebro.

“Pensándolo nuevamente”, dice Ahissar, “esta división del trabajo es lógica. Los órganos sensoriales no son tan sólo simples ‘convertidores de señales’. De hecho, son interfaces amplias e inclusivas entre organismos y sus ambientes, y proveen todo lo que el cerebro necesita para entender sus señales”.

En un futuro, los investigadores quisieran entender como el órgano sensorial calcula físicamente esta información predictiva.

El método combinado podría, en futuras investigaciones, ser utilizado para explorar otros algoritmos de circuito cerrado en el cerebro. “Al investigar la percepción a través de una interface máquina-cerebro, nosotros pudimos obtener una especie de conocimiento ‘de espía’ sobre la comunicación entre los bigotes y el cerebro”, dice Wallach. “Este ‘informante’ puede ser movido para explorar otros circuitos motores sensoriales subyacentes a la percepción”.

“Cuanto más se estudian los órganos sensoriales, más se revela su complejidad y sofisticación”, agrega Ahissar. “Parece ser que su evolución es un factor clave en la evolución de la percepción”.

 
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