Muchos padres nuevos están familiarizados con términos como "cerebro de bebé" o "cerebro de mamá" que insinúan una disminución inevitable de la función cognitiva asociada con los cambios hormonales del embarazo, el parto y el cuidado materno. Un nuevo estudio sobre el cuidado parental en espinosoFish es un recordatorio de que tales cambios inducidos por la crianza en el cerebro y los cambios asociados en la cognición y el comportamiento no son solo para las hembras, y tampoco son solo para los mamíferos.
El trabajo dirigido por Alison Bell, profesora de evolución, ecología y comportamiento en el Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, descubrió que la transición a la paternidad se acompaña de una serie de cambios en el genactividad en el cerebro. El estudio, publicado en Comunicaciones de la naturaleza , centrado en los espinosos masculinos porque ellos, en lugar de los espinosos femeninos, brindan cuidado parental a los huevos y las alevines. El estudiante graduado Abbas Bukhari fue el primer autor del estudio.
"El espinoso macho defiende el territorio, construye el nido, atrae a una hembra para desovar ... y el nido lo es todo para él: es donde están sus bebés, es el centro de su territorio", dijo Bell, describiendolos cambios experimentados por los padres espinosos ". Luego los huevos eclosionan después de aproximadamente una semana; todavía está defendiendo un territorio, todavía está protegiendo a sus hijos, todavía tiene un nido, pero de repente está interactuando con su descendencia de una manera diferente en comparacióna cuando solo eran huevos "
De alguna manera, un espinoso masculino es como cualquier otro padre nuevo; debe cambiar abruptamente su comportamiento de centrarse en sus propias necesidades biológicas para priorizar la protección y el cuidado de su hijo relativamente indefenso.los huevos fertilizados, mantienen limpio el nido, protegen a los jóvenes de los depredadores y recuperan alevines errantes que se alejan del nido. Deben exhibir un comportamiento de crianza hacia su descendencia mientras siguen montando una respuesta rápida y agresiva hacia los intrusos que pueden representar una amenaza.
A pesar de esta dramática transición conductual, los padres espinosos se distinguen de sus contrapartes de mamíferos cuya respuesta neuronal a la paternidad se ha estudiado extensamente: hembras que gestan a sus crías y lactato para alimentarlos, eventos fisiológicos que están acompañados por suites bien documentadas de swiftcambios hormonales. Sin embargo, Bell y sus colegas sabían que a pesar de que los padres espinosos no experimentan estos eventos, todavía se producen cambios fisiológicos dramáticos.
"Las señales que estos padres están recibiendo, son exógenas, no están dentro de su cuerpo; estos son huevos que están en su nido", dijo Bell. "Es algo que está sucediendo de manera exógena y social".
Los investigadores se propusieron descubrir qué cambios ocurren en el telencephalon espinoso similar a nuestro cerebro y el diencephalon una región cerebral que ayuda a regular la señalización hormonal en asociación con el cuidado parental masculino espinoso. Para caracterizar la respuesta del cerebro de los peces a la paternidad,midieron la expresión génica, es decir, cuantificaron qué genes del genoma se estaban utilizando para producir las proteínas que codificaban y con qué frecuencia. Para obtener una imagen completa de cómo la paternidad cambió el cerebro espinoso, examinaron la expresión génica antes de que ocurriera el desove, después de que el macho comenzó a cuidar sus huevos, y en tres puntos durante todo el proceso de eclosión.
Utilizando análisis estadísticos adaptados a su configuración experimental, Bukhari, Bell y sus coautores identificaron un conjunto de genes cuya expresión fue alterada por una o más de estas fases de transición de la crianza de los hijos de espinos. Observaron más de cerca qué genes respondían y quéfunciones que podrían estar realizando en el cerebro paterno, y notaron algunos jugadores familiares.
"Los genes asociados con la maternidad, como la oxitocina y la prolactina y la galanina, son cosas de las que se lee en la literatura de mamíferos vertebrados todo el tiempo, y ahora aparecían en nuestro conjunto de datos", dijo Bell. "Eso es parte de por qué nosotrospensé que sería realmente interesante compararlo con el mouse ".
La oxitocina juega un papel en el vínculo social y en la dirección del parto, mientras que la prolactina promueve la producción de leche, funciones estrictamente asociadas con los mamíferos. Sin embargo, los peces tienen sus propias versiones estrechamente relacionadas de estas hormonas, así como de la galanina, una hormona que ayudaregular los comportamientos agresivos hacia los jóvenes en ratones adultos. Los cambios en los genes utilizados para la producción de estas moléculas de señalización o sus receptores en los padres de peces fue una indicación intrigante de que los padres de peces y mamíferos podrían ser más similares molecularmente de lo que uno podría predecir.
Bukhari diseñó un método para comparar significativamente las respuestas neuronales de los genomas relativamente dispares de espinoso y ratón. El equipo se sorprendió por lo que reveló este análisis.
"Hubo una superposición ... entre estos genes espinosos de cuidado paterno y los genes de cuidado materno de ratones", dijo Bell. "Es sorprendente pensar que los mismos mecanismos moleculares podrían estar involucrados en el cuidado parental en un pez paternal y en una maternidadmamífero."
Bell sugirió que sus datos sobre la actividad genética relacionada con la señalización de galanina podrían indicar un mecanismo que impide que los padres consuman su propia descendencia. La comparación de sus datos con estudios previos de expresión génica relacionados con la agresión en peces espinosos reveló que muchos de los genes que responden ael cuidado parental respondió de manera opuesta al conflicto con un intruso, quizás contribuyendo aún más a la modulación apropiada de la agresión mientras cuidaba a los jóvenes.
"Los genes que estaban subiendo después de que un chico tiene una pelea, esos son los que están bajando mientras cuida a los niños", dijo Bell.
Aunque el "cerebro de mamá" a menudo se asocia en la cultura popular con una pérdida de la función cognitiva, el estudio espinoso, al igual que otras investigaciones en animales y humanos, sugiere una imagen más matizada en la que la señalización hormonal y las señales externas ayudan a preparar los cerebros masculinos y femeninos parapaternidad a través de cambios de comportamiento en lugar de déficits.
"Hace mucho tiempo en nuestra historia evolutiva, estos cambios estaban sucediendo para los padres de la manera más poderosa, como sucede con las mamás mamíferas. Siento que eso le quita un poco de ventaja a las connotaciones sexistas del 'cerebro de mamá", Dijo Bell." No es de extrañar que sea una experiencia tan transformadora. Creo que también les está sucediendo a los padres ".
La investigación fue apoyada por la Fundación Simons, NSF, NIH y la Universidad de Illinois.
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Materiales proporcionado por Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica, Universidad de Illinois en Urbana-Champaign . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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