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.

________________________________________
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
________________________________________
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
________________________________________
Noticias relacionadas:

Los meteoritos que contribuyeron a la formación de la Tierra pueden haberse formado en el exterior del Sistema Solar

Artículo sobre Sol asteroides cometas meteoritos disco protoplanetario planetas Tierra extrasolares astronomía Astrofísica

Se cree que nuestro Sistema Solar se formó a partir de una nube de gas y polvo, la llamada nebulosa solar, que comenzó a condensarse sobre sí misma por la gravedad hace unos 4.600 millones de años. Al mismo tiempo que esta nube se contraía, comenzó a girar y tomó la forma de un disco girando alrededor de la masa de mayor gravedad en su centro, que se convertiría en nuestro Sol. Nuestro sistema solar heredó toda su composición química de una estrella o estrellas anteriores que explotaron como supernovas. Nuestro Sol recogió una muestra general de este material a medida que se formaba, pero el material residual en el disco comenzó a migrar en función de su propensión a congelarse a una temperatura determinada.

Cuando el Sol se volvió lo suficientemente denso como para iniciar reacciones de fusión nuclear y convertirse en una estrella, recolectó una muestra general de este material mientras se formaba, pero los restos del disco unieron materiales sólidos para formar cuerpos planetarios en función de su propensión a congelarse a determinadas temperaturas.

A medida que el Sol irradiaba su energía hacia el disco circundante, creaba un gradiente de calor en el sistema solar primitivo. Por este motivo, los planetas interiores, Mercurio, Venus, la Tierra y Marte, son en su mayoría de roca (compuestos en su mayoría por elementos más pesados, como hierro, magnesio y silicio), mientras que los planetas exteriores están compuestos en gran parte por elementos menos densos, en especial hidrógeno, helio, carbono, nitrógeno y oxígeno.

Se cree que parte de la Tierra se formó a partir de meteoritos carbonosos, que se pensó que provienen de asteroides del cinturón principal exterior. Las observaciones con telescopio de los asteroides del cinturón principal exterior revelan una característica de reflectividad común de 3,1 µm, que sugiere que sus capas exteriores contienen hielos de agua o arcillas amoniacales -o ambos-, solo estables a temperaturas muy bajas.

Curiosamente, aunque varias líneas de evidencia indican que los meteoritos carbonáceos se derivan de esos asteroides, los meteoritos recuperados en la Tierra por lo general carecen de esta característica. El cinturón de asteroides plantea muchas preguntas a los astrónomos y científicos planetarios.

Un nuevo estudio dirigido por investigadores del Earth-Life Science Institute (ELSI) en el Instituto Tecnológico de Tokio indica que estos materiales asteroidales pueden haberse formado muy lejos en el Sistema Solar primitivo, y luego haber sido transportados al Sistema Solar interior por procesos de mezcla caóticos. En este estudio, una combinación de observaciones de asteroides utilizando el telescopio espacial japonés AKARI y el modelado teórico de las reacciones químicas en los asteroides indica que los minerales de la superficie presentes en los asteroides del cinturón principal externo, especialmente las arcillas que contienen amoníaco (NH3), se forman a partir de materiales iniciales que contienen NH3 e hielo de CO2, que son estables solo a muy baja temperatura y en condiciones ricas en agua. Con base en estos resultados, este nuevo estudio propone que los asteroides del cinturón principal exterior se formaron en órbitas distantes y se diferenciaron para formar una variedad de minerales en mantos ricos en agua y núcleos dominados por rocas.

Para comprender el origen de las discrepancias en los espectros medidos de meteoritos y asteroides carbonosos, utilizando simulaciones por computadora el equipo modeló la evolución química de varias mezclas primitivas plausibles, diseñadas para simular materiales asteroidales primitivos. Luego usaron estos modelos de computadora para producir espectros de reflectividad simulados para compararlos con los obtenidos con telescopios.

Sus modelos indicaron que para coincidir con los espectros de asteroides, el material de origen tenía que contener una cantidad significativa de agua y amoníaco, una cantidad relativamente baja de CO2, y reaccionar a temperaturas por debajo de los 70°C, lo que indica que los asteroides se formaron mucho más lejos que sus ubicaciones actuales en el sistema solar primitivo. Por el contrario, la falta de la característica de 3,1 µm en los meteoritos se puede atribuir a una reacción posiblemente más profunda dentro de los asteroides, donde las temperaturas alcanzaron valores más altos, por lo que los meteoritos recuperados pueden tomar muestras de porciones más profundas de los asteroides.

De ser cierto, este estudio sugiere que la formación de la Tierra y sus propiedades únicas resultan de aspectos peculiares de la formación del Sistema Solar. Habrá varias oportunidades para probar este modelo. Por ejemplo, este estudio proporciona predicciones sobre lo que encontrará el análisis de las muestras traídas por la sonda Hayabusa 2. Este origen distante de los asteroides, si es correcto, predice que habrá sales y minerales amoniacales en las muestras de Hayabusa 2. Los análisis de los materiales devueltos por la misión OSIRIS-Rex de la NASA proporcionarán una verificación adicional de este modelo. Este estudio también examinó si las condiciones físicas y químicas en los asteroides del cinturón principal exterior podrían formar los minerales observados. El origen frío y distante de los asteroides propuesto sugiere que debería haber una similitud significativa entre los asteroides y los cometas, y plantea preguntas sobre cómo se formó cada uno de estos tipos de cuerpos.

El estudio indica que los materiales que formaron la Tierra pueden haberse formado muy lejos en el Sistema Solar primitivo, y luego fueron atraídos durante la historia temprana especialmente turbulenta del sistema solar. Observaciones recientes de discos protoplanetarios que realizó el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) han encontrado muchas estructuras anilladas, que se cree que son observaciones directas de formación planetesimal. Como el autor principal, Hiroyuki Kurokawa, resume el trabajo: «Queda por determinar si la formación de nuestro sistema solar es un resultado típico, pero numerosas mediciones sugieren que pronto podremos ubicar nuestra historia cósmica en contexto».

________________________________________

Contenido: Materiales proporcionados por el Instituto de Tecnología de Tokio.
Referencia del original: H. Kurokawa, T. Shibuya, Y. Sekine, BL Ehlmann, F. Usui, S. Kikuchi, M. Yoda. Formación a distancia y diferenciación de asteroides del cinturón principal exterior y cuerpos parentales de condritas carbonáceas. AGU Advances, 2022; 3 DOI: 10.1029/2021AV000568
Fuente: Instituto de Tecnología de Tokio. «Los meteoritos que ayudaron a formar la Tierra pueden haberse formado en el sistema solar exterior». Science Daily, marzo de 2022.

________________________________________

Noticias relacionadas:

Indicios de un nuevo tipo de energía oscura aparecen en un experimento

Estos indicios de una forma primordial previamente desconocida de la sustancia podrían explicar por qué el cosmos ahora parece expandirse más rápido de lo que predice la teoría

Dos trabajos han encontrado indicios preliminares de un nuevo tipo de energía oscura (el misterioso agente responsable de la expansión acelerada del universo) que habría existido durante los primeros 300.000 años de vida del cosmos. Ambos estudios, aparecidos hace unos días en el repositorio de prepublicaciones arXiv, afirman haber identificado un posible rastro de esta «energía oscura temprana» en los datos recopilados entre 2013 y 2016 por ACT, Telescopio Cosmológico de Atacama, Chile. Si se confirman los hallazgos, podrían ayudar a resolver un enigma de larga data en torno a los datos sobre el Universo primitivo, que parecen ser incompatibles con la tasa de expansión cósmica medida hoy. Pero los datos son preliminares y no muestran definitivamente si esta forma de energía oscura realmente existió.

Los autores de ambos preprints, uno publicado por el equipo de ACT y el otro por un grupo independiente, admiten que los datos aún no son lo suficientemente sólidos como para detectar la energía oscura temprana con alta confianza. Pero dicen que más observaciones del ACT y otro observatorio, el Telescopio del Polo Sur en la Antártida, podrían proporcionar una prueba más estricta pronto.

«Si esto realmente es cierto, si el Universo primitivo realmente presentaba energía oscura temprana, entonces deberíamos ver una señal fuerte», dice Colin Hill, coautor del artículo 1 del equipo de ACT y cosmólogo de la Universidad de Columbia en Nueva York.