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Cómo el cerebro percibe el mundo exterior es una cuestión fundamental en neurociencia y, para conocer ese proceso, hay que observar la actividad neuronal en tiempo real durante la percepción.

Un grupo de investigadores de centros japoneses ha podido ‘ver’ por primera vez un pensamiento –concretamente la acción de nadar hacia la presa– a través del cerebro de un pez cebra vivo. Los científicos eligieron este animal porque su cuerpo es transparente en las etapas embrionarias y cuando es una larva. El trabajo aparece esta semana en la revista Current Biology.

“Las larvas de este pez empiezan a capturar y comer cebos vivos a cuatro días tras la fertilización y exhiben un comportamiento denominado ‘captura de la presa’ ”, explica a SINC Kawakami Koichi, del Instituto Nacional de Genética, en Japón, y coautor del trabajo. Ese comportamiento incluye la percepción del cebo, la convergencia ocular y la aproximación a la presa al nadar.

El equipo ha utilizado una tecnología basada en una sonda fluorescente, que detecta la actividad neuronal “con la que se podría ayudar a descubrir fármacos psiquiátricos”, según los autores del estudio.

Para comprender los circuitos neuronales del cerebro que controlan su comportamiento, los investigadores se propusieron visualizar cómo responden las neuronas de las larvas cuando perciben a los paramecios –un protozoo típico de aguas dulces estancadas–.

Esta sonda fluorescente denominada GCaMP es muy sensible y es capaz de detectar la actividad neuronal. Asimismo, mediante un método genético –el Gal4-UAS–se insertó la sonda en las neuronas seleccionadas.

“Estas nuevas herramientas permiten saber cuáles son los circuitos cerebrales involucrados en comportamientos complejos, que van desde la percepción del movimiento hasta la toma de decisiones”, dicen los investigadores.

Akira Muto, del Instituto Nacional de Genética de Japón y autor principal del estudio, añade que esta herramienta “permite esquematizar lo que sucede cuando un pez cebra ve algo bueno para comer, como un paramecio”.

Para ello, situaron uno de esos microorganismos cerca de la cabeza de una larva inmovilizada. Las señales evocadas por el paramecio fueron claramente detectadas en el área neuronal y en las células del tectum de la larva, que es la región dorsal del tronco encefálico.

Respuesta ante el movimiento de la presa

Los resultados muestran que el sistema visual de este pez responde ante el paramecio cuando este se mueve, pero no cuando está inmóvil. “Hemos comprobado que cada vez que el paramecio comenzaba a moverse, las neuronas se activaban”, explican los investigadores.

Los científicos concluyen, por tanto, que un objeto en movimiento “genera continuamente señales en el tectum de las larvas”. Además, también han observado la actividad cerebral cuando la larva se decide a capturar su presa. “Hemos observado que las señales neuronales que preceden a la captura se localizan en la parte más anterior del tectum”, explica Koichi.

Gracias a este estudio se ha estudiado por primera vez la actividad cerebral (en tiempo real) de un animal vivo e intacto durante su comportamiento natural. “En el futuro, posiblemente podremos interpretar el comportamiento de los seres vivos, el aprendizaje y la memoria, el miedo, la alegría o la ira, a partir de la actividad de combinaciones particulares de neuronas", ha explicado Koichi.

El investigador concluye que analizar el cerebro de un pez puede llevar a conocer mejor los circuitos neuronales del cerebro humano, “lo que permitiría acortar los largos procesos necesarios para desarrollar nuevos medicamentos psiquiátricos".

Referencia bibliográfica:

Akira Muto,  Masamichi Ohkura,  Gembu Abe, Junichi Nakai, Koichi Kawakami. “Real-Time Visualization of Neuronal Activity during Perception”. Current Biology. DOI:http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2012.12.010.. 31 de enero de 2013.