Un equipo de científicos ha rastreado la capacidad de las moscas para interpretar información mientras duermen, mostrando qué partes del cerebro permanecen «despiertas». El estudio, dirigido por investigadores del Imperial College de Londres y publicado hoy en Nature, es el primero en mostrar cómo el cerebro de un animal procesa subconscientemente información ‘sobresaliente’ que requiere interpretación, como los olores.
Mientras dormimos, podemos reaccionar a dos tipos de estímulos. La información cuantitativa, como un ruido fuerte o una bofetada, no requiere un procesamiento especial para despertarnos. Sin embargo, la información cualitativa o «sobresaliente» requiere que hagamos algún procesamiento subconsciente; por ejemplo, si alguien está hablando, ¿está diciendo nuestro nombre? ¿O es ese lamento nuestro bebé llorando?
«Las moscas de la fruta son los sujetos de estudio ideales porque exhiben comportamientos complejos, incluido el sueño, pero tienen cerebros relativamente simples, lo que nos permite investigar las raíces de este comportamiento común [en los animales]»
Aunque el fenómeno ha sido reconocido en humanos, es mucho más difícil rastrear el procesamiento en un cerebro humano debido a su complejidad. Sin embargo, para las moscas de la fruta se ha definido todo el «conectoma«, el mapa de las neuronas y sus conexiones en el cerebro, lo que permite a los investigadores determinar por primera vez qué partes del cerebro están involucradas en el procesamiento subconsciente destacado.
La primera autora del estudio, la Dra. Alice French, del Departamento de Ciencias de la Vida de Imperial, comenta que «el sueño te pone en una posición vulnerable, como el riesgo de depredación. Por lo tanto, los animales, incluidos los humanos, deben poder responder a posibles amenazas para despertar y actuar en consonancia. Si es un sonido, como un fuerte estallido, el procesamiento que nuestro cerebro necesita hacer es relativamente simple«.
«Sin embargo, para decodificar activamente los sonidos y olores que nos rodean que pueden o no ser relevantes para nosotros, diferentes partes del cerebro deben permanecer alerta. Ahora, en las moscas de la fruta, que comparten más en común con nosotros de lo que se pudiera pensar, han descubierto que una región del cerebro dormido permanece despierta para procesar los olores«, insiste French.
Análisis de miles de estos insectos
El equipo probó la respuesta de las moscas de la fruta bien alimentadas y descansadas a docenas de olores, y descubrió que las moscas despertaban con más frecuencia ante los olores aversivos que a los atractivos.
Los investigadores pudieron analizar miles de moscas usando su configuración de ‘etoscopio‘, donde las moscas se colocan individualmente en tubos y se controlan mediante un sistema de cámara automático. Una vez que el sistema detecta que una mosca está dormida, se libera una bocanada de olor y el sistema registra si la mosca responde.
Rastreo de neuronas
Luego, el equipo rastreó las neuronas involucradas con marcadores fluorescentes, siguiendo la cadena de neuronas resaltadas desde las antenas (la nariz de la mosca) hasta la región del cerebro involucrada en la regulación del sueño. Pudieron confirmar sus conclusiones encendiendo y apagando algunas de las neuronas resaltadas, lo que afectó la capacidad de las moscas para detectar olores.
Los investigadores también llevaron su estudio más allá, preguntándose si la respuesta de las moscas a la información destacada era fija o «plástica». ¿Sería diferente en distintas circunstancias? En los humanos esto se observa, por ejemplo, cuando las personas duermen en un lugar desconocido, cuando son más sensibles a los estímulos externos mientras duermen.
Para las moscas, los investigadores cambiaron varios factores que pensaron que podrían afectar su respuesta a los olores, incluida la inanición durante el día, la falta de sueño y la embriaguez. Las moscas ebrias y privadas de sueño respondían menos en general a los olores, pero las moscas hambrientas respondían más específicamente a los olores relacionados con los alimentos.
Las especies relacionadas con estos insectos también tienen interés
El investigador principal, el Dr. Giorgio Gilestro, del Departamento de Ciencias de la Vida de Imperial, afirma que «el sueño siempre es una compensación; mientras duermes, eres vulnerable a los depredadores y no puedes recolectar comida ni aparearte, por lo que debe ser importante, pero no sabemos exactamente por qué. Si bien todos los animales duermen, el carácter del sueño difiere en todo el reino animal”.
«Las moscas de la fruta son los sujetos de estudio ideales porque exhiben comportamientos complejos, incluido el sueño, pero tienen cerebros relativamente simples, lo que nos permite investigar las raíces de este comportamiento común. Sin embargo, incluso en las moscas de la fruta, las diferentes especies tienen diferentes niveles de sueño y vigilia. Investigar cómo los diferentes animales equilibran sus necesidades puede ayudarnos a determinar la función última del sueño«, añade Gilestro.
El equipo ahora está observando de cerca las especies relacionadas de mosca de la fruta para determinar cómo su ecología, como lo que comen y dónde viven, afecta su respuesta a los estímulos mientras duermen. Esto debería permitirles rastrear la evolución del fenómeno, al ver cómo se conserva en todas las especies.
Fuente: Nature.
