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Los científicos identifican las neuronas en el cerebro que impulsan la competencia y el comportamiento social dentro de los grupos

En ratones, la clasificación social en un grupo se vinculó con los resultados de la competencia, y ciertas neuronas en el cerebro almacenaron esta información de clasificación social para informar las decisiones. La manipulación de la actividad de estas neuronas podría aumentar o disminuir el esfuerzo competitivo de un animal y, por lo tanto, controlar su capacidad para competir exitosamente con otros.

Una nueva investigación en ratones ha identificado neuronas en el cerebro que influyen en las interacciones competitivas entre individuos y que juegan un papel fundamental en la configuración del comportamiento social de los grupos. Publicado en Nature por un equipo dirigido por investigadores del Hospital General de Massachusetts (MGH), los hallazgos serán útiles no solo para los científicos interesados en las interacciones humanas, sino también para aquellos que estudian condiciones neurocognitivas como el trastorno del espectro autista y la esquizofrenia, que se caracterizan por alteraciones del comportamiento social.


«Las interacciones sociales en humanos y animales ocurren más comúnmente en grupos grandes, y estas interacciones grupales desempeñan un papel destacado en la sociología, la ecología, la psicología, la economía y las ciencias políticas», dice el autor principal S. William Li, estudiante de MD/PhD en MGH. «Sigue sin entenderse bien qué procesos en el cerebro impulsan el complejo comportamiento dinámico de los grupos sociales, en parte porque la mayoría de las investigaciones neurocientíficas hasta ahora se han centrado en los comportamientos de individuos que interactúan en pares. Aquí, pudimos estudiar el comportamiento de los grupos por desarrollando un paradigma en el que grandes cohortes de ratones fueron rastreados de forma inalámbrica a través de miles de interacciones únicas de grupos competitivos».

Li y sus colegas encontraron que la clasificación social de los animales en el grupo estaba estrechamente relacionada con los resultados de la competencia, y al examinar grabaciones de neuronas en el cerebro de ratones en tiempo real, el equipo descubrió que las neuronas en la región cingulada anterior del el cerebro almacena esta información de clasificación social para informar las próximas decisiones.
«En conjunto, estas neuronas tenían representaciones notablemente detalladas del comportamiento del grupo y su dinámica cuando los animales competían entre sí por la comida, además de información sobre los recursos disponibles y el resultado de sus interacciones pasadas», explica el autor principal, Ziv M. Williams, MD., oncólogo neuroquirúrgico del MGH. «Juntas, estas neuronas podrían incluso predecir el éxito futuro del propio animal mucho antes del inicio de la competencia, lo que significa que probablemente impulsaron el comportamiento competitivo de los animales en función de con quién interactuaban».

La manipulación de la actividad de estas neuronas, por otro lado, podría aumentar o disminuir artificialmente el esfuerzo competitivo de un animal y, por lo tanto, controlar su capacidad para competir con éxito contra otros.

«En otras palabras, podríamos ajustar hacia arriba y hacia abajo el impulso competitivo del animal y hacerlo de forma selectiva sin afectar otros aspectos de su comportamiento, como la simple velocidad o la motivación», dice Williams.

Los hallazgos indican que el éxito al competir no es simplemente un producto de la aptitud física o la fuerza de un animal, sino que está fuertemente influenciado por señales en el cerebro que afectan el impulso competitivo. «Estas neuronas únicas pueden integrar información sobre el entorno del individuo, la configuración del grupo social y los recursos de recompensa para calcular cómo comportarse mejor en condiciones específicas», dice Li.

Además de proporcionar información sobre el comportamiento grupal y la competencia en diferentes situaciones sociológicas o económicas y otros entornos, la identificación de las neuronas que controlan estas características puede ayudar a los científicos a diseñar experimentos para comprender mejor los escenarios en los que el cerebro está conectado de manera diferente.

«Muchas condiciones se manifiestan en un comportamiento social aberrante que abarca muchas dimensiones, incluida la capacidad de uno para comprender las normas sociales y mostrar acciones que pueden encajar en la estructura dinámica de los grupos sociales», dice Williams. «Desarrollar una comprensión del comportamiento grupal y la competencia tiene relevancia para estos trastornos neurocognitivos, pero hasta ahora, cómo sucede esto en el cerebro ha permanecido en gran medida sin explorar».

Los coautores son Omer Zeliger, Leah Strahs, Raymundo Báez-Mendoza, Lance M. Johnson y Adian McDonald Wojciechowski.

El financiamiento para esta investigación fue proporcionado por los Institutos Nacionales de Salud, la Fundación de Ciencias del Autismo, un Fondo MGH-ECOR para la Beca de Descubrimiento Médico y una Subvención para Jóvenes Investigadores NARSAD de la Fundación de Investigación del Cerebro y el Comportamiento.

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Fuente de la historia:
Material proporcionados por el Hospital General de Massachusetts. «Los científicos identifican las neuronas en el cerebro que impulsan la competencia y el comportamiento social dentro de los grupos». ScienceDaily, 16 de marzo de 2022. www.sciencedaily.com/releases/2022/03/220316173259.htm
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Referencia de la publicación:
S. William Li, Omer Zeliger, Leah Strahs, Raymundo Báez-Mendoza, Lance M. Johnson, Aidan McDonald Wojciechowski, Ziv M. Williams. Neuronas frontales que impulsan el comportamiento competitivo y la ecología de los grupos sociales. Nature, 2022; DOI: 10.1038/s41586-021-04000-5
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Un juego de Pac-Man fielmente recreado con microbios

Este gracioso experimento realmente funciona como una buena recreación de las interacciones predador-presa en el mundo real

Investigadores del University College of Southeast Norway (Colegio Universitario del Sudeste de Noruega) recrearon cuidadosamente el laberinto de Pac-Man y lo poblaron con Pac-Men y Fantasmas de la vida real, en forma de organismos microscópicos.

En el laberinto, que mide menos de un milímetro de diámetro, los Euglena y los ciliados asumen el papel del personaje del título, mientras que los rotíferos actúan como fantasmas, persiguiendo y finalmente comiendo los «pac-microbios».

Aparte de la nostalgia, el gracioso experimento realmente funciona como una simulación bastante buena de los ambientes de turba y musgo donde habitan estos organismos. A diferencia de las placas de Petri bidimensionales donde se los estudian normalmente, un laberinto tridimensional recrea los túneles y caminos donde los rotiferos persiguen a sus presas fuera del laboratorio, permitiendo a los investigadores estudiar sus interacciones con mayor precisión.

Esperan que esta estructura, universalmente conocida, ayude a despertar el interés del público en organismos que son demasiado pequeños para verlos a simple vista, pero representan un simulacro increíblemente fiel de un videojuego que tiene décadas de antigüedad.





Erik Andrew Johannessen, que dirigió el proyecto, observó que los rotiferos mejoraban con el tiempo mientras navegaban por el laberinto. Él piensa que esto puede ser un resultado de los rastros químicos que los organismos dejan detrás mientras cazan, ayudándolos a encontrarse —a su manera— en territorio familiar. Espera seguir usando el laberinto para averiguar si hay algún elemento de lógica que influya en las decisiones de caza de los rotiferos; tal vez haciéndolos un poco más parecidos a los fantasmas virtuales cuyo papel desempeñan.

El Pac-Man puede haber sido una colorida distracción (y uno de los videojuegos de mayor recaudación de todos los tiempos), pero su premisa simple es en realidad una recreación bastante buena de las interacciones predador-presa en el mundo real. No han dicho aún todavía qué euglena o ciliado posee el mayor puntaje hasta el momento.

Fuente: University College of Southeast Norway. Aportado por Eduardo J. Carletti

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El atractivo sexual podría estar detrás de una molécula

Durante el crecimiento de los pollos de diamante mandarín, los niveles celulares de la molécula glutatión pueden influir en la apariencia del individuo adulto, según un estudio del CSIC. Este compuesto, presente en la mayor parte de las plantas, hongos y animales, protege a las células del estrés oxidativo

Un equipo de científicos del Instituto de Investigación en Recursos Cinegéticos y el Museo Nacional de Ciencias Naturales (CSIC) ha publicado una investigación en la revista The American Naturalist sobre el diamante mandarín (Taeniopygia guttata), un ave pequeña y de corta vida.

Según sus observaciones, aquellos pollos cuya capacidad de sintetizar glutatión (glutathione) es reducida experimentalmente durante un corto periodo de su desarrollo muestran un pico de un color rojo más intenso cuando llegan a adultos.

El glutatión podría ser clave para llegar a entender los mecanismos que regulan el desarrollo y la historia de vida de los animales

“Este rasgo coloreado es muy llamativo y hace más atractivo sexualmente a quién lo porta durante la reproducción. Además, las hembras cuyos niveles de glutatión fueron disminuidos cuando eran pollos eran aves más pesadas cuando llegaron a adultas”, explica el investigador del CSIC Carlos Alonso Álvarez.

“Teniendo en cuenta que el glutatión es sintetizado a partir de aminoácidos que solo se obtienen a través de la dieta, los autores proponen que la menor capacidad de sintetizar el antioxidante durante el desarrollo podría servir como señal de una menor disponibilidad de comida en el medio ambiente”. Esto “favorecería cambios en el organismo que promoverían una reproducción anticipada, probablemente a expensas de la supervivencia a edades más avanzadas, ya que además las mismas aves muestran un mayor daño oxidativo de adultos, y dicho daño ha sido tradicionalmente asociado al envejecimiento”, aclara Alonso Álvarez.

El diamante mandarín es una especie de ave considerada de vida corta, por lo que adelantar la reproducción cuando la esperanza de vida es baja podría ser, según los investigadores, una estrategia adecuada.

Los científicos concluyen que el glutatión, muy estudiado por su papel en el envejecimiento y en ciertas enfermedades como el cáncer, podría ser clave para llegar a entender los mecanismos que regulan el desarrollo y la historia de vida de los animales dependiendo de las condiciones del medio ambiente.

 

 

Referencia bibliográfica:: Ana Ángela Romero-Haro y Carlos Alonso-Álvarez. "The level of an intracellular antioxidant during development determines the adult phenotype in a bird species: a potential organizer role for glutathione" The American Naturalist. DOI: 10.1086/679613.

Fuente: Sinc. Aportado por Eduardo J. Carletti

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