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Cómo activa el cerebro el comportamiento innato
Un equipo de investigadores ha hecho un importante avance hacia el
conocimiento de cómo el cerebro programa el comportamiento innato. El
descubrimiento puede tener futuras aplicaciones en nuevos estudios sobre
modificación de comportamientos en animales, e incluso para lograr robots
inteligentes al dotarles de "instinto".
El comportamiento innato o "instinto" no requiere de aprendizaje o
experiencia previa para ser ejecutado; se nace con él. Ejemplos de
comportamiento innato incluyen la conducta sexual, las maniobras de
defensa y de escape, y la agresión.
Usando la mosca de la fruta común como organismo modelo, los
investigadores de la Universidad de California en Riverside constataron a
través de experimentos de laboratorio que el comportamiento innato es
iniciado por la "orden" de una hormona que orquesta actividades en grupos
discretos de ciertas células del cerebro que liberan pequeñas proteínas
para comunicarse con otras células cerebrales y del cuerpo.
Los investigadores han constatado que la hormona que emite la orden,
llamada ETH, activa grupos discretos de esas células cerebrales en una
manera secuencial, haciendo que la mosca de la fruta ejecute una secuencia
de comportamientos bien definidos. Los investigadores creen que mecanismos
similares están detrás de comportamientos innatos en otros animales,
incluso en humanos.
En sus experimentos, los investigadores se valieron de técnicas de imagen
de última generación, que les ayudaron a ver las neuronas activadas en el
cerebro de la mosca de la fruta. Los experimentos se centraron
específicamente en artrópodos, como los insectos.
Los insectos pasan a través de múltiples estados de desarrollo durante su
historial de vida. Cada transición requiere de un proceso en el cual se
produce un nuevo exoesqueleto (o cutícula) y el viejo es descartado. Los
insectos se despojan de la vieja cutícula ejecutando comportamientos
innatos consistentes en tres diferentes pasos con una duración total de
unos 100 minutos.
En primer lugar, los investigadores describieron la secuencia de la
ecdisis, un comportamiento innato que el insecto ejecuta para escapar de
su vieja cutícula, y mostraron que éste inicia ese comportamiento apenas
aparece la ETH en la sangre.
Luego demostraron que la inyección de la hormona en un animal genera el
mismo comportamiento. Para investigar los mecanismos subyacentes en la
conducta inducida por esta hormona, usaron técnicas de imagen en tiempo
real con el fin de revelar actividades en grupos discretos de ciertas
células cerebrales en varios momentos precisos, los cuales se
correspondieron con cada paso sucesivo de la secuencia de comportamientos.
Los investigadores confirmaron los resultados al mostrar que los pasos del
comportamiento desaparecen o son alterados si se procede a eliminar
ciertos grupos de neuronas mediante herramientas genéticas.
Estos resultados se aplican no sólo a insectos, sino que también pueden
aportar datos destacados sobre cómo, en general, los cerebros de mamíferos
programan comportamientos innatos.
Michael Adams, profesor de biología celular y neurociencias, además de
profesor de entomología, dirigió el equipo investigador.
Información adicional en:
Carnegie Institution
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