New Haven, Conn. – Investigadores de la Universidad de Yale y de la Universidad de Connecticut han revelado importantes conocimientos sobre cómo los cerebros de los animales procesan la información sensorial y toman decisiones. Publicado en la revista Cell, el estudio destaca la función crítica de las sinapsis eléctricas en el filtrado de datos sensoriales, permitiendo a los animales hacer elecciones apropiadas al contexto.
La investigación se centra en el nematodo C. elegans, que sirve como un modelo poderoso para entender los mecanismos neuronales de la toma de decisiones. Los gusanos exhiben comportamientos que demuestran su capacidad para navegar por gradientes de temperatura empleando dos estrategias: la migración de gradiente hacia temperaturas preferidas y el seguimiento isotérmico cuando están cerca de su rango deseado.
Los científicos descubrieron que un tipo específico de conexión, conocido como sinapsis eléctricas, juega un papel fundamental en este proceso. Estas sinapsis, mediadas por la proteína INX-1, conectan neuronas AIY responsables de decisiones locomotoras. Daniel Colón-Ramos, profesor en Yale, señaló: "Alterar este conducto eléctrico en un solo par de células puede cambiar lo que el animal elige hacer." Esto sugiere que las sinapsis eléctricas no solo transmiten señales, sino que también actúan como filtros sofisticados.
En condiciones normales, estas sinapsis ayudan a los gusanos a ignorar fluctuaciones de temperatura menores, permitiéndoles concentrarse en cambios significativos en su entorno. Sin embargo, cuando falta INX-1, los gusanos se vuelven hipersensibles a pequeñas variaciones de temperatura, lo que conduce a una navegación errónea.
Colón-Ramos comparó esto con un ave que extiende sus patas inapropiadamente mientras vuela, lo que puede obstaculizar su capacidad para aterrizar de manera efectiva. Las implicaciones de esta investigación se extienden más allá de C. elegans, ya que las sinapsis eléctricas son comunes en los sistemas nerviosos de muchos animales, incluidos los humanos.
Colón-Ramos enfatizó la importancia más amplia, afirmando: "Los científicos podrán utilizar esta información para examinar cómo las relaciones en neuronas individuales pueden cambiar cómo un animal percibe su entorno y responde a él." Este entendimiento podría mejorar el conocimiento sobre el procesamiento sensorial y la toma de decisiones en diversas especies.
Además, los hallazgos del estudio podrían informar aplicaciones en campos como la neurociencia y la inteligencia artificial, donde la comprensión del filtrado sensorial y los procesos de toma de decisiones podría conducir a avances tecnológicos y estrategias de tratamiento.
El equipo de investigación incluyó a los coautores principales Agustin Almoril-Porras y Ana Calvo, con contribuciones de varios investigadores de Yale y de la Universidad de Connecticut. El proyecto recibió apoyo de los Institutos Nacionales de Salud, la Fundación Nacional de Ciencias y un premio de beca del Instituto Médico Howard Hughes.