Examinar redes en el cerebro canino proporciona más información sobre la evolución de los mamíferos

Un estudio de las redes cerebrales caninas revela que durante la evolución del cerebro de los mamíferos, el papel de la corteza cingulada, una estructura bilateral ubicada en lo profundo de la corteza cerebral, fue asumido parcialmente por los lóbulos frontales laterales, que controlan la resolución de problemas, tareas, y conducta dirigida a objetivos. El estudio se basa en un nuevo atlas cerebral de resonancia magnética funcional en el estado de reposo canino, que puede ayudar en el análisis de enfermedades caracterizadas por una integración y comunicación disfuncionales entre áreas del cerebro.

Los investigadores interesados ​​en cómo piensan los perros no solo pueden deducirlo de su comportamiento, sino que también pueden investigar su actividad cerebral utilizando fMRI (imágenes por resonancia magnética funcional) para identificar y ver qué áreas del cerebro están activas cuando el perro reacciona a estímulos externos. El método identifica los mecanismos cerebrales que influyen en el aprendizaje y la memoria del perro, lo que da como resultado métodos superiores de entrenamiento canino, así como el conocimiento de los pasos evolutivos que llevaron al desarrollo de la función del cerebro humano.

El Departamento de Etología de la Universidad Eötvös Loránd (ELTE) ha estado a la vanguardia del desarrollo de metodologías para mediciones de resonancia magnética funcional canina desde 2006. La metodología de entrenamiento para perros domésticos fue desarrollada por Márta Gácsi, quien también ha hecho contribuciones significativas a la introducción del entrenamiento canino. en Hungría. Adoptó muchos métodos a partir de ahí, complementándolos con un entrenamiento socialmente motivado basado en principios de entrenamiento rivales descubiertos a través de la investigación etológica.

«En este enfoque, el estudiante está fuertemente motivado para aprender la tarea observando el trabajo de un perro ya entrenado y deseando recibir elogios por hacerlo. Como resultado del entrenamiento con fMRI, el perro entrenado puede (¡y está ansioso por hacerlo!) acuéstese inmóvil en el escáner de resonancia magnética durante ocho minutos, a cambio de golosinas y golosinas esperadas».

En los últimos años, la IRMf canina generalmente ha implicado reproducir sonidos para los animales e investigar qué áreas del cerebro se activan durante el procesamiento de los sonidos por parte del cerebro.

Las señales de actividad cerebral generalmente se proyectan en un atlas anatómico para establecer qué región del cerebro se ve afectada.

Sin embargo, el problema es que las actividades funcionales son irregulares y no necesariamente siguen límites regulares definidos anatómicamente. Las partes del cerebro generalmente están involucradas en el procesamiento conjunto de entradas específicas, es decir, actúan en sincronía, formando una red cerebral funcional. «Decidimos crear un atlas del cerebro canino que organice las regiones anatómicas en redes funcionales, ilustrando qué regiones pertenecen a qué tipo de tarea y mostrando sus ubicaciones», dijo Dora Szabo, primera autora del estudio publicado en la revista. Estructura y función del cerebro.

Nuevo atlas para investigadores del cerebro canino

Para crear el atlas funcional del cerebro, se incluyeron en el estudio 33 perros entrenados. Durante la grabación de fMRI, a los perros no se les dio otra tarea que permanecer inmóviles en el escáner. Este es el llamado estado de reposo fMRI, o rs-fMRI para abreviar, que examina la actividad cerebral sin que el sujeto se involucre en ninguna tarea específica, sin concentrarse o pensar en nada en particular, en un «estado de reposo». Los datos obtenidos de esta manera pueden revelar qué áreas del cerebro están funcionalmente relacionadas entre sí y cuáles están más estrechamente conectadas, lo que permite a los investigadores estudiar las redes y conexiones cerebrales.

La metodología original se mejoró aplicando la teoría de redes con la ayuda de Milan Janosov, científico de redes y datos de la Universidad de Europa Central. Si bien investigaciones anteriores solo podían describir redes basadas en modelos independientemente de los límites anatómicos, los nuevos atlas cerebrales de resonancia magnética canina que reflejan regiones anatómicas con la resolución requerida han permitido a los investigadores estudiar la fuerza de las conexiones entre los miembros de la red o también entre redes. a la gran cantidad de perros medidos.

Cerebros dominados por diferentes áreas en perros y humanos

Según el estudio, las redes en el lóbulo frontal lateral (frontoparietal) que controlan la resolución de problemas, el cambio de tareas y el comportamiento dirigido a objetivos juegan un papel menor en los perros que en los humanos. En su lugar, la corteza cingulada, una estructura bilateral ubicada en lo profundo de la corteza cerebral, juega un papel central. Está involucrado en muchos procesos vitales, así como en el procesamiento de recompensas y la regulación de las emociones. La corteza cingulada de los perros es proporcionalmente más grande que la de los humanos.

Los efectos del envejecimiento

Los investigadores midieron perros de varias edades, siendo el mayor de 14 años. Como se mencionó anteriormente, los perros deben estar quietos para obtener medidas válidas.

“Los datos revelaron que los perros mayores eran un poco menos capaces de mantener la posición inicial. Esta diferencia, sin embargo, era muy pequeña, pues incluso en su caso, el desplazamiento de la cabeza era inferior a 0,4 mm. En ese sentido, son similares a los humanos, ya que a las personas mayores también les resulta más difícil mantener la inmovilidad durante períodos de tiempo más largos en comparación con las personas más jóvenes”, dijo Eniko Kubinyi, investigadora principal que estudia el envejecimiento cognitivo en perros. .

El estudio proporciona un vistazo a la evolución del cerebro humano, lo que sugiere que durante la evolución del cerebro de los mamíferos, el papel de la corteza cingulada fue asumido parcialmente por las regiones frontoparietales. Además, el nuevo atlas cerebral rs-fMRI puede ayudar en la investigación de condiciones en las que la integración y la comunicación entre las áreas del cerebro están deterioradas, lo que resulta en una división disfuncional de tareas. El envejecimiento, la ansiedad y los trastornos psiquiátricos son algunos ejemplos de tales condiciones.