Descubre cómo el comportamiento del gusano revela secretos del sistema nervioso

Descubre cómo el comportamiento del gusano revela secretos del sistema nervioso

Un estudio revela cómo el cerebro del gusano C. elegans controla su comportamiento

Un equipo de científicos del Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria en el MIT ha logrado mapear la actividad neural del gusano C. elegans, correlacionándola con su comportamiento, como el movimiento y la alimentación. Utilizando tecnologías y metodologías novedosas, desarrollaron un atlas completo que muestra cómo la mayoría de las neuronas del gusano codifican sus diversas acciones.

Este estudio proporciona una visión detallada de cómo el sistema nervioso de un animal controla su comportamiento. Los hallazgos, datos y modelos del equipo están disponibles en el “WormWideWeb”, un sitio web donde los investigadores pueden acceder libremente a toda la información.

El desarrollo de un microscopio y un modelo matemático revolucionarios

Para realizar las mediciones necesarias para desarrollar su modelo, el laboratorio de Flavell inventó un nuevo microscopio y un sistema de software que rastrea automáticamente casi todos los comportamientos del gusano. Esto les permitió seguir docenas de gusanos en tiempo real mientras se retorcían, se alimentaban y reaccionaban a estímulos externos.

Los científicos utilizaron algoritmos de aprendizaje automático para entrenar su microscopio especializado a seguir los movimientos del nematodo. Además, programaron software de inteligencia artificial para rastrear la señal de cada neurona de manera rápida y confiable en las imágenes. Luego, utilizando modelado matemático, Flavell y sus colegas identificaron los patrones de actividad neural presentes durante ciertos comportamientos en 40 nematodos.

Un mapa dinámico del cerebro del gusano

El resultado de este estudio es como actualizar un antiguo mapa de carreteras en papel del cerebro de un nematodo a uno digital moderno que puede incluir información en tiempo real, como el tráfico y el clima. Los investigadores observaron patrones neurológicos que pueden aplicarse a especies más allá del C. elegans.

Una de las principales conclusiones del estudio es que diferentes células cerebrales parecen señalar en diferentes escalas de tiempo. Algunas están activas en el momento en que el nematodo se mueve, mientras que otras continúan mostrando actividad mucho después de que el movimiento haya terminado. Estas neuronas podrían estar involucradas en la memoria, el procesamiento o el aprendizaje.

Además, las neuronas trabajan en diferentes combinaciones para codificar variaciones en los comportamientos. Por ejemplo, girar a la derecha mientras se mueve hacia atrás es diferente a hacer una vuelta a la derecha mientras se avanza en línea recta. Este estudio proporciona un mapa global de cómo el sistema nervioso del animal se organiza para controlar el comportamiento y cómo esto depende de factores como la experiencia reciente y el estado actual del animal.

En resumen, este estudio ha logrado un avance significativo en la comprensión de cómo el comportamiento está codificado en el cerebro del gusano C. elegans. Los hallazgos podrían tener implicaciones más amplias para comprender cómo los cerebros de otros animales, incluidos los humanos, codifican la acción. Este nuevo conocimiento biológico podría incluso informar nuestros esfuerzos continuos para construir mejores sistemas de inteligencia artificial.

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