Ecolización y vuelo de los murciélagos, unos cerebros perfectamente organizados

Ecolización y vuelo de los murciélagos, unos cerebros perfectamente organizados

Un nuevo estudio muestra cómo los cerebros de los murciélagos de la fruta egipcios están altamente especializados para la ecolocalización y el vuelo, con áreas motoras de la corteza cerebral que se dedican a la producción de sonares y el control de las alas. El trabajo de investigadores de la Universidad de California, Davis y UC Berkeley se publicó el 25 de mayo en Current Biology .

El laboratorio de la profesora Leah Krubitzer en el Centro de Neurociencia de UC Davis estudia cómo la evolución produce variaciones en la organización del cerebro en una amplia variedad de mamíferos, incluidas las zarigüeyas, las musarañas de los árboles, los roedores y los primates. Este enfoque de neurobiología comparativa muestra cómo tanto la evolución como el desarrollo influyen en la organización del cerebro.

Aunque los murciélagos representan una cuarta parte de todas las especies de mamíferos vivos, esta es la primera vez que se mapea la corteza motora completa de cualquier murciélago, dijo el primer autor Andrew Halley, investigador postdoctoral en el laboratorio de Krubitzer.

Los investigadores utilizaron electrodos para estimular diferentes áreas de la corteza motora en murciélagos anestesiados para determinar los movimientos de los músculos y las extremidades producidos por la estimulación. Mientras que las teorías clásicas de la organización de la corteza motora asumen que los músculos individuales están representados en la corteza motora, el nuevo estudio encontró evidencia de movimientos complejos en diversas regiones del cuerpo.

“En cambio, lo que hemos encontrado es que las áreas del cerebro representan sinergias comunes de los músculos, en lugar de músculos individuales”, dijo Krubitzer.

El murciélago de la fruta egipcio ( Rousettus aegyptiacus ) es inusual entre los murciélagos porque se ecolocaliza usando su lengua, en lugar de su laringe (este último es el método utilizado por la mayoría de los murciélagos ecolocalizadores). Se sabe que los murciélagos de la fruta egipcios tienen un control motor preciso de su lengua y pueden apuntar los rayos del sonar en diferentes direcciones simplemente manipulando la lengua dentro de la boca, sin mover la cabeza.

En consecuencia, la corteza motora del animal tiene una región inusualmente grande que representa los movimientos de la lengua, dijo Halley. Más del 40% de la corteza sensorial y motora que se estimuló produjo movimientos de la lengua, mucho más que en otras especies que se han estudiado, como primates y roedores.

Este estudio es parte de un proyecto comparativo más amplio en el laboratorio de Krubitzer que ha demostrado que las regiones motoras del cerebro están organizadas de acuerdo con las diferencias en sus cuerpos y comportamientos. “Si miras a un macaco rhesus, una gran parte de la corteza se dedica a agarrar”, dijo Krubitzer. De manera similar, en los humanos, las manos están fuertemente representadas.

 

Murciélago de la fruta

Un murciélago de la fruta egipcio Rousettus aegyptiacus se aferra a trozos de naranja en el Cotswold Wildlife Park, Burford, Oxfordshire, Inglaterra – Autor: Adrian Pingstone

Coordinación de las extremidades anteriores y posteriores para el vuelo

El ala de un murciélago se compone de membranas que se extienden a través de los «dedos» de su extremidad anterior y de regreso a la extremidad posterior y la cola. El movimiento de cualquiera de estas partes del cuerpo puede afectar la forma del ala y cambiar la trayectoria de vuelo. Los investigadores encontraron que pocas áreas de la corteza motora representaban solo el movimiento de las extremidades anteriores. En cambio, la gran mayoría de la corteza representaba movimientos sinérgicos de los hombros y las patas traseras. Esto refleja el hecho de que cuando estos murciélagos vuelan, la potencia para el movimiento de las alas proviene de los músculos de los hombros, mientras que los ajustes necesarios para volar provienen de los movimientos coordinados de los músculos de los hombros y las patas traseras.

Si bien los movimientos de las extremidades anteriores generalmente se acoplaron con los de las extremidades posteriores, otras áreas de la corteza produjeron movimientos de los músculos de las extremidades posteriores solo. Es probable que estos estén involucrados en los comportamientos locomotores de los murciélagos, «caminando» alrededor de los árboles agarrando ramas con sus patas traseras.

Observar la organización cerebral en una amplia variedad de mamíferos nos ayuda a comprender mejor nuestros propios cerebros, dijo Krubitzer.

“Cuando podemos mirar a través de las especies, se convierte en un enfoque realmente poderoso para hacer extrapolaciones a la condición humana”, dijo.

Otros coautores del estudio son: Mary Baldwin, Mackenzie Englund y Carlos Pineda de UC Davis; Dylan Cooke, Universidad Simon Fraser, Canadá; Tobias Schmid y Michael Yartsev, UC Berkeley. El trabajo fue apoyado en parte por subvenciones de la Fundación McDonnell y los Institutos Nacionales de Salud, entre otros.

 

Fuente: Universidad UC Davis