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Las nuevas ayudas de la aproximación estudian el procedimiento de toma de decisión en el cerebro

Sin apenas notar, tomamos decisiones incontables: ¿para girar izquierdo o derecho en el ómnibus? ¿Para esperar o acelerar? ¿Para observar o ignorar? A la víspera de estas decisiones el cerebro evalúa la información sensorial y después él genera solamente un comportamiento. Por primera vez, los científicos en el Max Planck Institute de la neurobiología podían seguir tal procedimiento de toma de decisión en un cerebro vertebrado entero. Su nueva aproximación muestra cómo y donde el cerebro de los zebrafish transforma el movimiento del ambiente en una decisión que haga los pescados nadar en una dirección específica.

Los zebrafish jovenes son minúsculos. Su cerebro no es mucho más grande que el de una mosca y casi transparente. “Podemos por lo tanto observar en el cerebro entero y ver qué suceso, por ejemplo, cuando se toma una decisión,” explica a Elena Dragomir, que ha hecho exactamente esto. “El primer paso era encontrar un paradigma del comportamiento que podríamos utilizar para estudiar la toma de decisión,” dice a Elena Dragomir. Otras especies animales, por ejemplo, se muestran los puntos que se mueven más o menos en una dirección. Los animales pueden ser entrenados para indicar su decisión sobre la dirección del movimiento de los puntos, y si está correcto, reciben una recompensa. Los neurobiólogos del grupo de Ruben Portugues ahora han adaptado este montaje experimental para los zebrafish. “El truco es que utilizamos un comportamiento seguro llamado la reacción del optomotor como lectura de la decisión del pescado”.

Si un pescado cambia en una corriente, una imagen del ambiente pasa sus aros. Los pescados nadarán en dirección del flujo óptico percibido para evitar el cambiar. Los puntos móviles pueden accionar esta reacción del optomotor en el laboratorio, y los pescados girarán a la izquierda o a la derecha, dependiendo de la dirección de los puntos móviles. “Podemos también variar la dificultad de la decisión, cambiando la fuerza del estímulo visual,” explicamos a Ruben Portugues. “Si un porcentaje más alto de puntos se mueve en una dirección, los pescados girarán más rápidamente y más seguro a la dirección correcta.”

A través del microscopio, los investigadores podrían observar que el cerebro de los pescados registra los puntos móviles e integra este movimiento direccional a tiempo. Después de que se hayan acumulado suficiente pruebas, entonces accionan una decisión para nadar en la dirección percibida de los puntos móviles.

¿A de dónde los puntos se mueven?

La decisión en cuanto a cuando y en qué dirección girarán los pescados correlativos con la configuración del movimiento de los puntos.

Esto podría tomar hasta varios segundos y no es definitivamente un reflejo, que es una reacción inmediata a un estímulo sensorial. Esta acumulación de información sensorial es en un cierto plazo también parte de modelos de la toma de decisión en otras especies animales.”

Vilim Stih, co-autor del estudio

En contraste con estas especies, los investigadores pueden correlacionar casi todas las regiones del cerebro que contribuyen que son la base de este proceso de decisión en los zebrafish larvales.

Los atados neuronales en la región del pretectum/del tálamo, por ejemplo, son probables tramitar la entrada visual. Las neuronas en el hindbrain accionan probablemente girar y los movimientos que nadan. En el “núcleo interpeduncular” (IPN), los investigadores encontraron las configuraciones de la actividad que correlacionaron fuertemente al índice que giraba de los pescados. Con su comportamiento integrado, la neurofisiología y la aproximación del modelado, los investigadores Martinsried-basados han creado totalmente las nuevas posibilidades de investigar el flujo de información durante la toma de decisión en el cerebro vertebrado.

Source:
Journal reference:

Dragomir, E.I., et al. (2019) Evidence accumulation during a sensorimotor decision task revealed by whole-brain imaging. Nature Neuroscience. doi.org/10.1038/s41593-019-0535-8.