La anemotaxis es el término para la capacidad de los animales para reaccionar a los estímulos del flujo de aire. Los insectos exhiben estos rasgos en algunos de los casos mejor estudiados. Las habilidades anemotácticas de los mamíferos no se conocían bien hasta hace poco, pero un nuevo estudio ha demostrado que los ratones pueden percibir el flujo de aire en un paradigma de condicionamiento.
Se estudiaron bigotes mixtos y células ganglionares del trigémino de ratas para determinar sus reacciones mecánicas a la estimulación del flujo de aire. Los científicos examinaron el papel de todo el vello facial en la anemotaxis, en lugar de solo las cinco filas de bigotes mistaciales representados en el conocido subcampo de barril posteromedial.
Los científicos optaron por examinar varios subcampos de bigotes porque las propiedades funcionales de estos subcampos varían. Estos bigotes parecen tener adaptaciones biomecánicas para la detección del suelo y pueden proporcionar al animal información sobre su movimiento, como la velocidad y la dirección.
Debido a su ubicación anatómica expuesta, los llamados bigotes supraorbitales sobre el ojo tienen una relevancia obvia en la detección del viento. El conjunto de herramientas DeepLabCut, que recientemente mostró avances en el seguimiento automatizado de animales, se utilizó para esta investigación sobre la variedad de bigotes en la detección de viento.
Los científicos hicieron preguntas como:
- ¿Qué bigotes reaccionan más a los estímulos del flujo de aire?
- ¿Las respuestas del flujo de aire del bigote dependen de la biomecánica y la subestructura del bigote?
- ¿Cómo se relacionan las respuestas mecánicas del flujo de aire de los bigotes con el mapa del barril cortical?
- ¿Cómo contribuyen diferencialmente los bigotes a la sensibilidad al flujo de aire?
Los científicos han descubierto que las respuestas de varios bigotes al flujo de aire varían significativamente. Los bigotes supraorbitales responden de manera diferente a los estímulos de bajo flujo de aire en particular, y estas respuestas de flujo de aire reflejan la biomecánica específica de los bigotes supraorbitales. La microtomografía computarizada (micro-CT) reveló distintas estructuras foliculares en los bigotes y almohadillas supraorbitales.
En grabaciones realizadas con sondas Neuropixels, el campo supraorbitario vs. La almohadilla del barril muestra una mayor respuesta al viento. Las ratas también pueden localizar e identificar estímulos de flujo de aire de bajo nivel. Estas habilidades se ven afectadas al obstruir los bigotes supraorbitales o al concentrarse en los pelos sensibles al viento.
En ratas, los científicos han observado anemotaxis basada en bigotes. Los científicos observaron las puntas de los cabellos de los ratones anestesiados en condiciones de flujo de aire alto y bajo para comprender mejor cómo los bigotes detectan el flujo de aire. Circunstancias de bajo flujo de aire, que son las más cercanas a los estímulos de viento que ocurren normalmente, puntas de bigotes diferencialmente acopladas. Por el contrario, las condiciones de alto flujo de aire hicieron que todas las puntas de los bigotes se movieran.
La mayoría de los bigotes apenas se movieron, pero los bigotes supraorbitales largos (1SO), seguidos por los bigotes A1, exhibieron el mayor desplazamiento. El bigote ISO se diferencia de otros bigotes por ser de diámetro estrecho, largo y expuesto dorsalmente. Los bigotes ISO extraídos ex vivo también exhibieron un notable desplazamiento del flujo de aire, lo que indica que la biomecánica intrínseca del bigote es probablemente el mecanismo detrás de la sensibilidad inusual del flujo de aire.
La microtomografía computarizada (micro-CT) reveló que el anillo estaba más completo/cerrado en lSO y otros bigotes sensibles al viento que en los bigotes no sensibles al viento, lo que sugiere una especialización del supraorbitario para la detección omnidireccional.
Los científicos han observado, “Localizamos y apuntamos a la representación de los bigotes supraorbitales corticales en grabaciones simultáneas de Neuropixel con barriles de bigotes D/E-row. La representación de los bigotes supraorbitales respondió mejor a los estímulos de viento que la corteza de barril de la fila D/E. Evaluamos la importancia del comportamiento de los bigotes en un paradigma de detección de flujo de aire. Observamos que las ratas recurren espontáneamente a los estímulos del flujo de aire en completa oscuridad”.
“Observamos que los ratones recurren espontáneamente a los estímulos del flujo de aire en la oscuridad total. El recorte selectivo de los bigotes que responden al viento disminuyó las respuestas giratorias del flujo de aire más que el recorte de los bigotes que no responden al viento. Las inyecciones de lidocaína dirigidas a los folículos supraorbitales también redujeron las respuestas de rotación del flujo de aire en comparación con las inyecciones de control. Concluimos que los bigotes supraorbitales actúan como antenas de viento”.
Referencia de la revista:
- Matías Mugnaini, Dhruv Mehrotra et al. Los bigotes supraorbitales actúan como antenas de detección de viento en ratas. PLoS Biología. DUELE: 10.1371/diario.pbio.3002168
