Los peces eléctricos generan pulsos eléctricos para comunicarse con otros peces y sentir su entorno. Algunas especies emiten pulsos eléctricos más cortos, mientras que otras envían pulsos largos. Pero todo ese zip-zapping en el agua puede resultar confuso. Los peces necesitan filtrarsesus propios pulsos para que puedan identificar mensajes externos y solo responder a esas señales.
Una solución a este problema es una función cerebral llamada descarga de corolario. Es como una copia negativa del mensaje original, algo que le dice al pez: ignore esto.
Pero el cerebro de un animal no tiene que bloquear las entradas sensoriales durante todo el mensaje para ignorar efectivamente su propia señal, según una nueva investigación de biólogos de la Universidad de Washington en St. Louis.
En cambio, la señal inhibitoria, que llama a ignorar, se retrasa en los peces que se comunican utilizando pulsos eléctricos más largos, en comparación con los que utilizan pulsos más cortos.
"En los peces que se comunican con pulsos más largos, las respuestas sensoriales a su propio pulso se retrasan", dijo Bruce Carlson, profesor de biología en Artes y Ciencias. "Por lo tanto, una descarga corolario retardada bloquea de manera óptima las respuestas electrosensoriales a la propia señal del pez."
Carlson y Matasaburo Fukutomi, un becario postdoctoral en su laboratorio, publicaron su nueva investigación sobre peces mormyrid africanos débilmente eléctricos en el Revista de neurociencia .
Un período breve y bien definido de inhibición evita que los peces eléctricos se pierdan otras señales externas importantes, dijo Carlson.
Sintonización diferida en el tiempo
Los científicos han sabido sobre las descargas corolarias desde la década de 1950. En las décadas posteriores, se han encontrado descargas corolarias en muchas especies y sistemas sensoriales diferentes, pero seguía sin conocerse cómo se modificaron las descargas corolarias a medida que evolucionaron las señales de comunicación.
El trabajo anterior sobre la descarga corolario en peces eléctricos se había realizado con especies que se comunican mediante pulsos eléctricos de corta duración, los que duran menos de 1 milisegundo.
Para su nuevo estudio, Carlson y Fukutomi incluyeron estos peces y cinco especies adicionales que se comunican mediante pulsos eléctricos con una duración de entre 0,1 y 10 milisegundos.
"Encontramos que las neuronas sensoriales responden con picos en una ventana de tiempo estrecha independientemente de la duración del pulso", dijo Fukutomi. "Estos picos ocurrieron en una parte específica del pulso autogenerado, el primer pico del pulso. Además,comparamos los cursos de tiempo entre la inhibición de descarga corolario y el pulso y encontramos que la inhibición diferida en el tiempo se superpone al primer pico del pulso eléctrico.
"La inhibición diferida en el tiempo es un cambio razonable porque una inhibición más duradera daría lugar a un período de insensibilidad innecesariamente largo", dijo. "Estoy impresionado de que haya una solución que tiene más sentido en organismos reales de lo que podríamos haber esperado. "
Los nuevos hallazgos tienen implicaciones más amplias para comprender la evolución del cerebro.
"A pesar de la complejidad de los sistemas sensoriales y motores que trabajan juntos para lidiar con el problema de separar las señales autogeneradas de las externas, parece que el principio es muy simple", dijo Carlson. "Los sistemas se comunican entre sí. De alguna manera,se ajustan incluso a cambios dramáticos y generalizados en las señales durante cortos períodos de tiempo evolutivo ".
Como parte de la investigación continua, Carlson y Fukutomi están trabajando para identificar el lugar en el circuito cerebral donde se ajusta el retraso y cómo se realiza ese ajuste. También están investigando cómo cambia el retraso de inhibición durante la vida individual de un pez.
Los investigadores también fueron coautores recientemente de un nuevo artículo de revisión sobre las contribuciones de los peces eléctricos al estudio de la descarga corolaria en Fronteras en neurociencia integradora .
Aunque los seres humanos no pueden generar campos eléctricos, la investigación sobre la descarga corolario en peces eléctricos ha proporcionado conocimientos que son importantes en la ciencia médica y en la ciencia básica. La disfunción de la descarga corolario puede estar relacionada con enfermedades psiquiátricas como la esquizofrenia enhumanos, por ejemplo.
"Me encantan las criaturas extrañas, incluidos los peces eléctricos", dijo Fukutomi. "Solo podemos sentir la electricidad como dolor, pero nunca sentimos la electricidad como lo hace el pez.
"Sorprendentemente, los sistemas electrosensoriales comparten muchas características generales con otros sistemas sensoriales", dijo. "Estoy muy emocionado de estudiar a estos peces".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Washington en St. Louis . Original escrito por Talia Ogliore. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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