Brain GPS: Marmoset Gaze revela nuevos conocimientos sobre la navegación espacial

Resumen: Los investigadores han descubierto que el tití, un primate diurno, se mueve por su entorno de forma diferente a las ratas estudiadas anteriormente, lo que refleja sus adaptaciones ecológicas únicas.

Los titíes usan señales visuales y confían en movimientos rápidos de los ojos cuando están parados y minimizan los movimientos de la cabeza cuando navegan. Por el contrario, las ratas usan movimientos lentos de la cabeza y sondas táctiles de bigotes.

A nivel celular, las regiones del hipocampo de los titíes muestran selectividad para la vista 3D y la orientación de la cabeza, lo que sugiere que la mirada, no la ubicación, es clave para su navegación espacial.

Los hechos más importantes:

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 encontraron selectividad para la vista 3D y la orientación de la cabeza, lo que sugiere una navegación espacial “basada en la mirada”, a diferencia de la navegación “basada en el lugar” que se observa en las ratas.
3. A diferencia de las ratas, los titíes carecen de oscilaciones theta rítmicas durante la locomoción. En cambio, muestran un reinicio de las oscilaciones theta provocadas por los cambios de mirada en la cabeza que coinciden con la activación de las interneuronas.

Fuente: Noticias de neurociencia

En un nuevo estudio, los investigadores descubrieron que el tití, un primate conocido por su visión circadiana única, navega por el mundo de una manera marcadamente diferente a las ratas estudiadas anteriormente.

El estudio arroja luz sobre el papel del hipocampo, que a menudo se compara con el sistema de posicionamiento GPS del cerebro, en la navegación espacial.

Los titíes, a diferencia de las ratas, usan una estrategia de exploración visual mientras están parados y navegan hacia las metas minimizando los movimientos de la cabeza. Se basan en cambios rápidos de mirada para explorar su entorno, lo que es un contraste interesante con los movimientos lentos de la cabeza de las ratas y la exploración táctil de los bigotes.

“Vemos que las estrategias de búsqueda y navegación reflejan la adaptación de cada especie a su nicho ecológico”, explicaron los investigadores. “La confianza de los titíes en las señales visuales coincide con su comportamiento natural durante el día”.

A nivel celular, las diferencias se hacen más evidentes. Las regiones CA3/CA1 del hipocampo de los titíes muestran selectividad para la vista 3D, la dirección de la cabeza y, en menor medida, el lugar.

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

A diferencia de las ratas, los titíes carecen de oscilación theta rítmica de los potenciales de campo locales durante la locomoción. En cambio, muestran un reinicio de las oscilaciones theta provocadas por los cambios de mirada en la cabeza.

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

Esta diferencia en la navegación del tití en comparación con el modelo de rata refleja la capacidad de detección remota del tití para adaptarse al día. Los hallazgos llevaron a los investigadores a pensar en el hipocampo del tití como un sistema GPS, donde la “G” representa la mirada.

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

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Investigacion original: Acceso cerrado.
“El hipocampo del tití común es GPS, pero la G es para mirarDiego B. Piza et al. BioRxiv

Abstracto

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

El hipocampo de los mamíferos se ha comparado con un sistema de posicionamiento GPS que permite la navegación espacial. Esta noción se deriva en gran medida de estudios realizados en mamíferos nocturnos como las ratas; que carecen de muchas adaptaciones para la visión diurna en comparación con los primates nocturnos.

Aquí, mostramos que durante la búsqueda de alimento en un laberinto 3D, el tití común, un primate nocturno del Nuevo Mundo con visión estereocolor foveal, utiliza principalmente cambios rápidos de mirada mientras está inmóvil para explorar visualmente su entorno y luego navega hacia los objetivos mientras minimiza los movimientos de la cabeza. . Por otro lado, las ratas mueven la cabeza a baja velocidad mientras se mueven para explorar el entorno con sus bigotes.

Estas diferencias en las estrategias de búsqueda y navegación reflejan la adaptación sensorial de las dos especies a los nichos ecológicos. Las neuronas piramidales putativas en las regiones CA3/CA1 del hipocampo del tití muestran selectividad para la vista 3D, la orientación de la cabeza y menos para la ubicación, pero principalmente para combinaciones de estas variables.

Las interneuronas inhibitorias están sintonizadas con la velocidad angular 3D y la velocidad de traslación, 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 una recuperación de las oscilaciones theta que desencadenan cambios en la mirada de la cabeza que se produjeron al mismo tiempo que la activación de las interneuronas, seguidas de diferentes modulaciones en la actividad de las células piramidales.

Nuestros resultados muestran que las estrategias de navegación/búsqueda visual de los titíes y las especializaciones hipocampales de apoyo difieren de las observadas en las ratas, lo que refleja la adaptación diurna de la teledetección de los titíes. Por lo tanto, el hipocampo del tití puede considerarse GPS, pero G es mirada.