Sábado, Junio 10, 2016
Un equipo de neurobiólogos de la Escuela de Medicina de Harvard ha descubierto que las moscas de la fruta macho tienen un impulso de apareamiento y su aumento y caída están controlados por los niveles de dopamina en un área del cerebro.
El descubrimiento proporciona una visión de la naturaleza de la motivación entre las especies, dijeron los investigadores.
"Ninguno de nosotros está realmente interesado en las moscas o en su comportamiento sexual", dijo Dragana Rogulja, profesora asistente de neurobiología en la Escuela de Medicina de Harvard y coautora principal del estudio. "Estamos tratando de entender cómo los animales toman y toman decisiones para realizar o no un comportamiento".
Reportado junio 9 en Neurona, los hallazgos revelan más sobre cómo un cambio en el estado interno de un animal puede empujarlo a dejar de hacer algo para lo que estaba previamente motivado, como cómo una persona tiende a dejar de comer cuando su cerebro indica que su estómago está lleno incluso si queda comida apetitosa la mesa.
“Nuestros cerebros son constantemente empujados en muchas direcciones diferentes”, dijo Michael Crickmore, profesor asistente de neurología de HMS en el Centro de Neurobiología FM Kirby en el Boston Children's Hospital y coautor principal del estudio. “De todas las cosas que posiblemente podrías estar haciendo, ¿cómo seleccionas el comportamiento más urgente y apropiado para las condiciones dentro de ti y en el mundo externo?
“Al principio de mi carrera, parecía una ilusión que llegaríamos a una comprensión mecanicista real de cómo funciona esto”, dijo Crickmore. “Sin embargo, ya vemos que las nubes comienzan a disiparse. Estamos encontrando algunos principios fundamentales de los circuitos cerebrales que creemos que probablemente se conservarán ampliamente. Para mí, eso es realmente emocionante ".
Demasiado de una cosa buena
El primer autor del estudio, Stephen Zhang, un becario predoctoral de Quan en el laboratorio de Rogulja co-mentor de Crickmore, comenzó observando que los machos de la mosca de la fruta colocados en viales con 25 hembras perdieron interés después de tres o cuatro apareamientos.
¿Qué cambió? Los experimentos indicaron que las moscas no se estaban cansando ni buscaban un nuevo grupo de hembras.
Zhang descubrió que el líquido reproductivo en los bulbos eyaculadores de las moscas, "la parte que le importa a la evolución", se agotaba con cada cópula. Pero la eliminación de los órganos reproductores de las moscas macho no afectó en absoluto su impulso de apareamiento.
Luego, Zhang permitió que un grupo de machos se apareara normalmente, pero detuvo a un segundo grupo a mitad del coito, antes de que transfirieran el fluido reproductor a las hembras. Aunque los bulbos eyaculadores del segundo grupo permanecieron llenos, ambos grupos experimentaron una caída en el impulso de apareamiento.
"Eso nos dijo que hay una señal enviada al comienzo del apareamiento que le indica al cerebro que regule a la baja el impulso de apareamiento y que puede servir como un indicador de la cantidad de líquido que queda", dijo Rogulja.
Después de hacer miles de pruebas, el equipo descubrió que esta regulación a la baja fue causada por cambios en la actividad de neuronas productoras de dopamina.
Punto de convergencia
Las moscas de la fruta eran un sistema modelo atractivo porque sus diminutos cerebros tienen sólo unas 135,000 neuronas, en comparación con los 85 millones del cerebro humano. Los investigadores optaron por estudiar el impulso de apareamiento en parte porque es un comportamiento sexualmente dimórfico en las moscas, lo que significaba que el equipo podría limitar su búsqueda a las 3,000 neuronas que difieren entre machos y hembras.
De ellos, Zhang pudo identificar solo unas pocas neuronas productoras de dopamina cuya actividad correspondía al impulso de apareamiento de las moscas. El equipo pudo predecir con precisión cuántas veces se había apareado una mosca en función de lo ocupadas o deslucidas que estaban esas neuronas.
“Se podía ver en qué etapa de saciedad estaba la mosca”, dijo Rogulja.
Los investigadores descubrieron que la dopamina actuaba sobre las neuronas P1, que es donde convergen las imágenes, los sonidos, los olores y los sabores de una mosca hembra. Se sabe que la activación de las neuronas P1 desencadena el comportamiento de cortejo.
El equipo vio que si una mosca macho liberaba una gran cantidad de dopamina en P1, decidía atacar, pero si la producción de dopamina en P1 era baja, no había entradas sensoriales de la hembra. moscas Podría despertar su interés.
Parecía que los altos niveles de dopamina en el cerebro de un hombre permitían que la información sensorial sobre una mujer activara las neuronas P1 e iniciara el comportamiento de cortejo. Después de algunos apareamientos, niveles de dopamina cayó, y la misma información sensorial no pudo activar P1.
"Creemos que estamos vislumbrando una forma general de reducir las motivaciones", dijo Crickmore. “Si estás tratando de hacer que un hombre no corteje a una mujer, podrías bloquear la capacidad de recibir señales sensoriales de la mujer, pero entonces el hombre podría no ser capaz de decir que hay otra mosca allí o podría confundirla con Un macho. Podrías bloquear las funciones motoras para evitar el cortejo, pero entonces el hombre podría tener problemas para realizar otros comportamientos ".
Rogulja agregó: “Preferiría cambiar la forma en que toda esa información se transforma en una salida motriz con propósito. De esa manera, puede tener procesos paralelos en el cerebro para diferentes comportamientos ".
Los investigadores enfatizan que pudieron traducir rápidamente sus hallazgos en una teoría de cómo funciona la motivación a nivel neurológico porque ya se sabía mucho sobre los efectos de la dopamina en el comportamiento y lo que sucede en P1.
“No es solo que Stephen ha trazado un diagrama que muestra que las neuronas dopaminérgicas se comunican directamente con las neuronas de comando de cortejo”, dijo Rogulja. "Lo importante es que estamos descubriendo un principio que probablemente se conservará y que nos ayuda a comprender cómo se motivan los comportamientos".
Más información: Dopaminergic Circuitry Underlying Mating Drive. Neurona, dx.doi.org/10.1016/j.neuron.2016.05.020
Referencia del diario: Neurona
Proporcionado por: Harvard Medical School
Lea más en: http://phys.org/news/2016-06-fruit-sex-hints-animals-behaviors.html#jCp
;