Brain GPS: la mirada del tití revela nuevos conocimientos sobre la navegación espacial

Resumen: Los investigadores han descubierto que el tití común, un primate diurno, navega por su entorno de manera diferente a los ratones estudiados anteriormente, lo que refleja sus adaptaciones ecológicas únicas.

Los titíes usan señales visuales, confiando en cambios rápidos de mirada mientras están parados y minimizando los movimientos de la cabeza cuando navegan. En contraste, las ratas usan movimientos de cabeza de baja velocidad y exploraciones táctiles de bigotes.

A nivel celular, las regiones del hipocampo del tití muestran selectividad para la visualización en 3D y la dirección de la cabeza, lo que sugiere que la mirada, no la ubicación, es la clave de su navegación espacial.

Principales aspectos:

1. Los titíes y las ratas utilizan diferentes estrategias para explorar su entorno, lo que refleja sus distintos nichos ecológicos. Los titíes dependen en gran medida de las señales visuales y minimizan los movimientos de la cabeza cuando navegan.
2. En las regiones del hipocampo de los titíes, los investigadores observaron selectividad para la visualización en 3D y la dirección de la cabeza, lo que sugiere una navegación espacial «basada en la mirada», a diferencia de la navegación «basada en la ubicación» observada en las ratas.
3. A diferencia de los ratones, los titíes carecen de oscilaciones theta rítmicas durante la locomoción. En cambio, muestran un reinicio de las oscilaciones theta desencadenadas por cambios en la mirada de la cabeza, que coinciden con la activación de las interneuronas.

Fuente: Noticias de neurociencia

En un nuevo estudio, los científicos han descubierto que el tití común, un primate conocido por su visión diurna única, navega por su mundo de una manera completamente diferente a la de los ratones estudiados anteriormente.

La investigación arroja luz sobre el papel del hipocampo, a menudo comparado con el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) del cerebro, en la navegación espacial.

Los titíes, a diferencia de los ratones, usan una estrategia de exploración visual mientras están parados y navegan hacia los objetivos mientras minimizan los movimientos de la cabeza. Se basan en cambios rápidos de la mirada de la cabeza para explorar su entorno, un contraste interesante con los movimientos lentos de la cabeza de los ratones y las exploraciones táctiles de los bigotes.

“Estamos viendo que las estrategias de exploración y navegación reflejan la adaptación de cada especie a su nicho ecológico”, explican los investigadores. «Para los titíes, la confianza en las señales visuales se alinea con su comportamiento natural durante el día».

A nivel celular, las distinciones se vuelven más pronunciadas. Las regiones CA3/CA1 del hipocampo del tití muestran selectividad para la visualización en 3D, la dirección de la cabeza y, en menor medida, la ubicación.

Esto parece ser para combinaciones de estas variables, lo que sugiere que los titíes utilizan principalmente la mirada para la navegación espacial.

A diferencia de los ratones, los titíes carecen de oscilaciones theta rítmicas de potenciales de campo locales durante la locomoción. En cambio, exhiben un reinicio de las oscilaciones theta desencadenadas por cambios en la mirada.

Esta redefinición coincide con la activación de las interneuronas, seguida de diversas modulaciones en la actividad de las células piramidales.

Esta divergencia en la navegación de los titíes con respecto al modelo de ratón refleja las capacidades de detección distante de las adaptaciones de los titíes a la visión diurna. Los hallazgos llevaron a los investigadores a pensar en el hipocampo del tití como un sistema GPS donde la ‘G’ significa mirar.

Este estudio fascinante no solo abre la puerta a una comprensión más profunda de la navegación espacial entre especies, sino que también podría conducir a avances en el estudio de la función y la navegación del cerebro humano.

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“El hipocampo del tití común es un GPS, pero G es para mirar” por Diego B. Piza et al. BioRxiv

Abstracto

El hipocampo del tití común es un GPS, pero G es para mirar

El hipocampo de los mamíferos se ha comparado con un Sistema de Posicionamiento Global (GPS) que permite la navegación espacial. Esta noción se extrajo principalmente de estudios realizados en mamíferos nocturnos como las ratas; que carecen de muchas adaptaciones para la visión diurna en comparación con los primates diurnos.

Aquí demostramos que, mientras se alimenta en un laberinto 3D, el tití común, un primate diurno del nuevo mundo con visión foveal y estereoscópica, predominantemente usa cambios rápidos de mirada a la cabeza mientras está inmóvil para explorar visualmente su entorno y luego navega hacia objetivos mientras minimiza movimientos de cabeza Las ratas, por otro lado, mueven la cabeza a baja velocidad mientras se mueven para explorar el entorno usando sus bigotes.

Estas diferencias en las estrategias de exploración y navegación reflejan las adaptaciones sensoriales de las dos especies a sus nichos ecológicos. En las regiones CA3/CA1 del hipocampo del tití, las neuronas piramidales putativas muestran selectividad para la visualización en 3D, la dirección de la cabeza y menos para la ubicación, pero sobre todo para combinaciones de estas variables.

Las interneuronas inhibitorias se ajustan para la velocidad angular de la cabeza y la velocidad de traducción en 3D, y la mayoría de las células muestran una selectividad mixta para ambas variables.

Los titíes carecen de las oscilaciones theta rítmicas de los potenciales de campo locales que se observan durante la locomoción en las ratas. En cambio, muestran el restablecimiento de las oscilaciones theta provocadas por cambios en la mirada de la cabeza que ocurrieron con la activación de las interneuronas, seguidas de varias modulaciones en la actividad de las células piramidales.

Nuestros resultados muestran que las estrategias de exploración/navegación visual de los titíes y las especializaciones del hipocampo que las respaldan difieren de las observadas en las ratas, lo que refleja las capacidades de percepción distante de las adaptaciones de los titíes a la visión diurna. Por lo tanto, el hipocampo del tití puede considerarse un GPS, pero G es para mirar.