Por un lado, este casco parece algo que usaría un pez de Internet. Por otro lado, no está lejos de ser una declaración de moda que alguien podría hacer en el Derby de Kentucky.
Pero los científicos no solo han enyesado este dispositivo para hacer reír: sienten curiosidad por los mecanismos cerebrales subyacentes que permiten a los peces navegar por su mundo, y cómo esos mecanismos se relacionan con las raíces evolutivas de la navegación para todas las criaturas con circuitos cerebrales.
dijo Ronen Segev, neurocientífico de la Universidad Ben-Gurion del Negev en Israel, quien formó parte de un equipo de 15 peces con sombrero electrónico para un estudio publicado el martes en la revista PLOS Biology.
Poner una computadora en un pez dorado para estudiar cómo se activan las neuronas en su cerebro mientras se mueve no fue tarea fácil.
Se requiere precaución porque el cerebro del pez dorado, que se parece un poco a un pequeño manojo de lentejas, mide solo media pulgada de largo. “Bajo un microscopio, expusimos el cerebro y colocamos electrodos en su interior”, dijo Lear Cohen, neurocientífico y candidato a doctorado en Ben-Gurion, quien realizó las cirugías para conectar los dispositivos. Cada uno de estos electrodos tenía aproximadamente el diámetro de un mechón de cabello humano.
También fue difícil encontrar una manera de realizar el procedimiento en tierra firme sin dañar al sujeto de prueba. Él dijo: “El pez necesita agua, y tú necesitas que no se mueva”. Él y sus colegas resolvieron ambos problemas bombeando agua y anestésicos en la boca del pez.
Una vez que los electrodos estaban en el cerebro, se conectaban a un pequeño dispositivo de grabación que podía monitorear la actividad neuronal y que se sellaba en una caja impermeable, colocada en la frente del pez. Para evitar que la computadora agregue peso a los peces e impida su capacidad para nadar, los investigadores colocaron espuma plástica flotante en la máquina.
Después de recuperarse de la cirugía, el pez apareció por primera vez en el casco en un experimento. El pez dorado navegaba en un tanque de dos pies de largo por seis pulgadas de ancho. Cuanto más cerca están los peces de los bordes del tanque, más se iluminan las células de navegación en sus cerebros.
La computadora del cerebro del pez ayudó a revelar que los peces dorados usan un sistema de navegación que difiere ligeramente de lo que los científicos han encontrado en los mamíferos. Para los humanos (y otros miembros de nuestra clase), las células de navegación se especializan en marcar nuestra ubicación exacta dentro de nuestro entorno y construir un mapa alrededor de ese lugar. Los mamíferos tienen neuronas especializadas que crean pines de “Estás aquí” en sus mapas mentales; Los investigadores no encontraron estas células en los peces.
En cambio, el pez dorado se basa en un tipo de neurona que se dispara para avisarle al animal que se está acercando a un límite u obstáculo. Al combinar información sobre su distancia a diferentes barreras, los peces pueden orientarse en el espacio.
El sistema de navegación de los mamíferos consiste en células que permiten que el animal decida: “Estoy aquí, estoy aquí, estoy aquí”, dijo el Dr. Segev. Las células en el pez dorado, dijo, están trabajando para transmitir un mensaje diferente: “Estoy en esta posición a lo largo de este eje y en esta ubicación a lo largo de un eje diferente”.
El Sr. Cohen sospecha que las diferencias en los circuitos de navegación de los animales pueden corresponder a los diferentes desafíos que enfrentan al navegar por sus hábitats. Por ejemplo, dijo, las corrientes siempre cambiantes de una casa de agua pueden significar que para los peces, “es más fácil saber la distancia desde una característica prominente en el medio ambiente que la ubicación exacta”.
Todos los experimentos fueron aprobados por el Comité de Cuidado de Animales de la universidad, y los investigadores sacrificaron a los peces después de sus pruebas de natación para poder examinar más sus cerebros. El equipo espera seguir aprendiendo cómo y por qué los sistemas de navegación de los peces difieren de los nuestros.
Adelaide Sibo, bióloga de la Universidad de Oxford que no participó en el estudio, dijo que el proyecto le pareció “muy fascinante” y también importante.
“Estamos modificando muchos entornos de animales, y si comprende cómo navega un animal, sabrá si puede manejar los cambios que están sucediendo en el mundo en este momento”, dijo el Dr. Sibo. Para los peces, esto puede incluir agua que se vuelve más turbia debido a la contaminación.