Dos artículos que publican el 20 de junio en la revista Celda demuestre que los murciélagos y ratones egipcios de fruta, respectivamente, pueden "sincronizar" ondas cerebrales en situaciones sociales. La sincronización de la actividad neuronal en los cerebros de los interlocutores humanos se ha demostrado anteriormente, como resultado de que una persona captara señales sociales deotros y modulando su propio comportamiento basado en esas señales. Estos estudios ahora sugieren que algo similar ocurre cuando los animales participan en interacciones sociales naturales y encuentran que algunos aspectos del comportamiento social de los animales pueden predecirse en base a observaciones neuronales.
"Los modelos animales son realmente importantes para poder estudiar fenómenos cerebrales a niveles a los que normalmente no podemos acceder en humanos", dice Michael Yartsev, del Departamento de Bioingeniería de la Universidad de California, Berkeley, y autor principal de uno de"Debido a que los murciélagos son extremadamente sociales y viven naturalmente en entornos sociales muy complejos, son un gran modelo para abordar importantes preguntas científicas sobre el comportamiento social y los mecanismos neuronales subyacentes".
"Si piensas en el cerebro como una caja negra que recibe información y da algún tipo de salida en respuesta, estudiar las interacciones sociales es como tratar de entender cómo la salida de una caja proporciona información a otra y cómo funcionan esas dos cajasjuntos y crear un ciclo ", dice Weizhe Hong, de los Departamentos de Química Biológica y Neurobiología de la Universidad de California, Los Ángeles, y autor principal del otro documento." Nuestra investigación en ratones nos permite mirar dentro de estas cajas negras y obtenerun mejor vistazo a la maquinaria interna "
Estudios anteriores que muestran cómo la actividad neuronal en humanos se sincroniza durante las interacciones sociales han utilizado tecnologías como fMRI y EEG, que analizan la actividad cerebral con resoluciones espaciales y temporales relativamente gruesas. Estos estudios encontraron que cuando dos personas interactúan, las estructuras en su cerebro simultáneamentedecodificar y responder a las señales de la otra persona.
Debido a que los nuevos estudios analizaron la actividad neuronal a un nivel de detalle que es difícil de obtener en humanos, podrían explorar el mecanismo neuronal detallado que subyace a este fenómeno.
El equipo de Berkeley monitoreó a los murciélagos durante sesiones de aproximadamente 100 minutos cada uno mientras participaban en una amplia gama de interacciones sociales naturales, como el aseo, el apareamiento y la lucha. Los murciélagos fueron filmados con cámaras de alta velocidad y sus comportamientos específicose interacciones fueron cuidadosamente caracterizadas.
Mientras esto sucedía, los científicos estaban usando una tecnología llamada electrofisiología inalámbrica para registrar simultáneamente la actividad cerebral en las cortezas frontales de los murciélagos a través de una amplia gama de señales neuronales, desde oscilaciones cerebrales hasta neuronas individuales y poblaciones neuronales locales. Vieronque los cerebros de los diferentes murciélagos se correlacionaron mucho y que esta correlación fue más pronunciada en el rango de alta frecuencia de las oscilaciones cerebrales.Además, la correlación entre los cerebros de los murciélagos individuales se extendió a través de múltiples escalas temporales de interacciones sociales, que van de segundos a horas.Sorprendentemente, al observar el nivel de correlación, podrían predecir si los murciélagos iniciarían o no interacciones sociales.
El equipo de UCLA tomó una táctica diferente. Usaron un dispositivo llamado microendoscopio miniaturizado para monitorear las actividades cerebrales de los ratones durante las situaciones sociales. Estos pequeños dispositivos, que pesan solo dos gramos, están instalados en los ratones y permiten a los investigadores monitorearla actividad de cientos de neuronas al mismo tiempo en ambos animales. Vieron que los ratones también exhiben correlaciones entre cerebros en interacciones sociales naturales donde los animales interactúan libremente entre sí. Además, el acceso a miles de neuronas individuales les dio una visión sin precedentes de amboslos procesos de toma de decisiones de los animales y revelaron que la correlación entre cerebros surge de diferentes conjuntos de neuronas que codifican el propio comportamiento y el comportamiento del interlocutor social.
Las interacciones sociales a menudo se anidan dentro del contexto de una jerarquía de dominación. Al imaginar dos ratones en una interacción social competitiva, descubrieron que el comportamiento del animal dominante impulsa la sincronía con mayor fuerza que el comportamiento del animal subordinado. Sorprendentemente, también descubrieron queEl nivel de correlación entre dos cerebros predice cómo los ratones responderán al comportamiento del otro, así como a las relaciones de dominación que se desarrollan entre ellos.
"Las interacciones sociales naturales son complejas", dice Wujie Zhang, investigador postdoctoral en el laboratorio de Yartsev y primer autor del artículo del murciélago de la fruta. "Es importante adoptar esta complejidad para comprender las interacciones sociales de la vida real a nivel neuronal"
"Sabemos que las interacciones sociales están alteradas en muchas enfermedades mentales en humanos, incluidos los trastornos del espectro autista y la esquizofrenia", dice Lyle Kingsbury, una estudiante graduada en el laboratorio de Hong y primer autor del artículo sobre ratones ". Desarrollar un sistema modelo genéticamente manejable".abre la posibilidad de explorar cómo se interrumpe la sincronía entre cerebros en personas con estas afecciones y puede proporcionar información nueva sobre posibles intervenciones ".
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