Els peixos perduts troben el rumb gràcies al seu cervell ancestral

Un peix zebra  nadant cap al seu objectiu, però els forts corrents ho desvien del seu curs. Malgrat això, el diminut peix torna a nadar cap a la seua ubicació original, decidit a acabar el seu viatge.

Com saben aquests animals on es troben en el seu entorn i com determina això les seues eleccions posteriors? Científics del Janelia Research,, de l'Institut Mèdic Howard Hughes (els EUA), han descobert que el rombencéfalo —una regió evolutivament conservada o 'antiga' en la part posterior del cervell— ajuda els animals a calcular la seua ubicació i a utilitzar aqueixa informació per a saber a on han d'anar a continuació.

La nova investigació ha descobert noves funcions per a parts del 'cervell antic', troballes que podrien aplicar-se a altres vertebrats

La nova investigació, publicada en la revista Cell descobreix noves funcions per a parts del 'cervell antic', troballes que podrien aplicar-se a altres vertebrats.

Per a esbrinar com entenen els animals la seua posició en l'entorn, l'equip dirigit per En Yang van col·locar diminuts peixos zebra translúcids, de tot just mig centímetre de longitud, en un entorn de realitat virtual (RV) que simula corrents d'aigua. Quan el corrent canviava inesperadament, els peixos són espentats inicialment fora de curs; no obstant això, van ser capaços de corregir aqueix moviment i tornar al punt de partida.

Mentre un peix zebra nadava a l'entorn de RV, els autors van utilitzar una tècnica d'imatge de tot el cervell per a mesurar el que ocorria en el cervell del peix. Aquesta tècnica va permetre als científics buscar en tot el cervell i veure quins circuits s'activaven durant el seu comportament de correcció del rumb i desentranyar els components individuals implicats.

Activació en diverses regions

Els investigadors esperaven veure activació en el cervell anterior, on es troba l'hipocamp, que conté un 'mapa cognitiu' de l'entorn de l'animal. Per a la seua sorpresa, van observar una activació en diverses regions de la medul·la, on la informació sobre la ubicació de l'animal es transmetia des d'un circuit recentment identificat a través d'una estructura del rombencéfalo, anomenada oliva bulbar (o inferior), als circuits motors del cerebel que permeten al peix moure's. Quan es bloquejaven aquestes vies, el peix era incapaç de tornar a la seua ubicació original.

Han utilitzat una tècnica d'imatge de tot el cervell per a mesurar el que ocorria en el cervell del peix, que va permetre veure quins circuits s'activaven durant la correcció del rumb

Aquestes troballes suggereixen que algunes zones del tronc encefàlic recorden la ubicació original del peix zebra i generen un senyal d'error basada en les seues ubicacions actuals i passades. Aquesta informació es transmet al cerebel, la qual cosa permet al peix nadar de tornada al seu punt de partida. Aquesta investigació revela una nova funció de l'oliva inferior i el cerebel, que se sabia que participaven en accions com aconseguir objectes i la locomoció, però no en aquesta mena de navegació, assenyalen els autors.

"Descobrim que el peix intenta calcular la diferència entre la seua ubicació actual i la seua ubicació preferida i utilitza aquesta diferència per a generar un senyal d'error", explica Yang. "El cervell envia aqueix senyal d'error als seus centres de control motor perquè el peix puga corregir després d'haver sigut mogut pel flux involuntàriament, fins i tot molts segons després".

Habilitats de navegació

Encara no és clar si aquestes mateixes xarxes estan implicades en comportaments similars en altres animals. Però els investigadors esperen que els laboratoris que estudien mamífers comencen ara a buscar en el rombencéfalo circuits homòlegs per a la navegació.

Algunes zones del tronc encefàlic recorden la ubicació original del peix zebra i generen un senyal d'error basada en les seues ubicacions actuals i passades

Segons els autors, aquesta xarxa del rombencéfalo també podria ser la base d'altres habilitats de navegació, com quan un peix res cap a un lloc específic per a refugiar-se.

"Es tracta d'un circuit molt desconegut per a aquesta forma de navegació que creiem que podria subjaure a circuits hipocampales d'ordre superior per a l'exploració i la navegació basada en punts de referència", afirma Misha Ahrens, coautor del treball.