¿Te estás tomando tu tiempo para alimentar a tu mascota? Fluffy y Fido están contigo, y pueden saber cuándo estás perdiendo el tiempo.
Un nuevo estudio de la Universidad Northwestern ha encontrado algunas de las pruebas más claras hasta ahora de que los animales pueden juzgar el tiempo. Al examinar la corteza entorrinal medial del cerebro, los investigadores descubrieron un conjunto de neuronas previamente desconocido que se activan como un reloj cuando un animal está esperando.
"¿Sabe su perro que le tomó el doble de tiempo para obtener su comida que ayer? No había una buena respuesta para eso antes", dijo Daniel Dombeck, quien dirigió el estudio. "Esta es una de lasexperimentos más convincentes para demostrar que los animales realmente tienen una representación explícita del tiempo en sus cerebros cuando se les desafía a medir un intervalo de tiempo ".
La investigación fue publicada en línea esta semana en la revista Neurociencia de la naturaleza . Dombeck es profesor asociado de neurobiología en la Facultad de Artes y Ciencias Weinberg de Northwestern.
Al planificar el estudio, el equipo de Dombeck se enfocó en la corteza entorrinal medial, un área ubicada en el lóbulo temporal del cerebro que está asociada con la memoria y la navegación. Debido a que esa parte del cerebro codifica información espacial en memorias episódicas, Dombeck planteó la hipótesis de que el áreatambién podría ser responsable del tiempo de codificación.
"Cada recuerdo es un poco diferente", dijo James Heys, un becario postdoctoral en el laboratorio de Dombeck. "Pero hay dos características centrales para todos los recuerdos episódicos: espacio y tiempo. Siempre suceden en un entorno particular y siempre están estructurados enhora."
Para probar su hipótesis, Dombeck y Heys organizaron un experimento llamado la tarea virtual de "parada de puerta". En el experimento, un mouse corre en una cinta de correr física en un entorno de realidad virtual. El mouse aprende a correr por un pasillo hacia unpuerta que se encuentra a mitad de camino por la pista. Después de seis segundos, la puerta se abre, permitiendo que el mouse continúe por el pasillo para recibir su recompensa.
Después de ejecutar varias sesiones de entrenamiento, los investigadores hicieron invisible la puerta en la escena de la realidad virtual. En el nuevo escenario, el mouse aún sabía dónde se encontraba la "puerta" ahora invisible en función de las texturas cambiantes del piso. Y aún esperaba seissegundos en la "puerta" antes de correr abruptamente por la pista para recoger su recompensa.
"El punto importante aquí es que el mouse no sabe cuándo la puerta está abierta o cerrada porque es invisible", dijo Heys, el primer autor del artículo. "La única forma en que puede resolver esta tarea de manera eficiente es usando el cerebrosentido interno del tiempo "
Al usar la realidad virtual, Dombeck y su equipo pueden controlar perfectamente factores potencialmente influyentes, como el sonido de la apertura de la puerta. "No podríamos hacer que la puerta sea completamente invisible en un entorno real", dijo Dombeck ".El animal podría tocarlo, escucharlo, olerlo o sentirlo de alguna manera. No tendrían que juzgar el tiempo; solo sentirían cuándo se abría la puerta. En la realidad virtual, podemos eliminar todas las señales sensoriales ".
Pero Dombeck y su equipo hicieron más que ver a los ratones completar la tarea de detener la puerta una y otra vez. Llevaron el experimento un paso más allá al imaginar la actividad cerebral de los ratones. Utilizando microscopía de dos fotones, que permite una resolución avanzada de alta resoluciónDombeck y Heys observaron cómo se activaban las neuronas de los ratones.
"A medida que los animales corren a lo largo de la pista y llegan a la puerta invisible, vemos las células disparando que controlan la codificación espacial", dijo Dombeck. "Luego, cuando el animal se detiene en la puerta, vemos esas células apagadas y unse activa un nuevo conjunto de células. Fue una gran sorpresa y un nuevo descubrimiento "
Dombeck notó que estas "células de tiempo" no se dispararon durante la carrera activa, solo durante el descanso. "No solo las células están activas durante el descanso", dijo, "sino que en realidad codifican cuánto tiempo ha estado descansando el animal".
La implicación del trabajo se expande mucho más allá de su perro impaciente. Ahora que los investigadores han encontrado estas nuevas neuronas que codifican el tiempo, pueden estudiar cómo las enfermedades neurodegenerativas pueden afectar este conjunto de células.
"Los pacientes con enfermedad de Alzheimer olvidan notablemente cuándo sucedieron las cosas a tiempo", dijo Heys. "Quizás esto se deba a que están perdiendo algunas de las funciones básicas de la corteza entorrinal, que es una de las primeras regiones del cerebro afectadas por la enfermedad."
"Entonces esto podría conducir a nuevas pruebas de detección temprana para la enfermedad de Alzheimer", agregó Dombeck. "Podríamos comenzar a pedirles a las personas que juzguen cuánto tiempo ha pasado o pedirles que naveguen en un entorno de realidad virtual, esencialmente haciendo que un humano haga untarea 'puerta parada' "
Este trabajo fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud premio número 1R01MH101297, la Fundación McKnight y el Consorcio Biomédico de Chicago.
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Materiales proporcionado por Universidad del Noroeste . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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