¿Por qué los científicos convirtieron este pez dorado en un cyborg?

Los neurocientíficos están examinando cómo los peces navegan por su mundo utilizando circuitos cerebrales diferentes a los de los mamíferos como nosotros.

Un pez dorado, en un tanque, tiene un dispositivo que se extiende desde la parte superior de su cabeza que es más de la mitad del tamaño del pez dorado.  Las partes del dispositivo son cuadradas y azules y verdes.

Por un lado, este casco parece algo que usaría un ciberpez. Por otro lado, no está lejos de ser una declaración de moda que podría hacer alguien en el Derby de Kentucky .

Pero los científicos no colocaron este dispositivo solo para reírse: sienten curiosidad por los mecanismos cerebrales subyacentes que permiten a los peces navegar por su mundo, y cómo dichos mecanismos se relacionan con las raíces evolutivas de la navegación para todas las criaturas con circuitos cerebrales.

“La navegación es un aspecto extremadamente importante del comportamiento porque navegamos para encontrar comida, para encontrar refugio, para escapar de los depredadores”, dijo Ronen Segev, neurocientífico de la Universidad Ben-Gurion del Negev en Israel, quien formó parte de un equipo que ajustó 15 pez con casco cibernético 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 navega no fue fácil. Se necesita una mano cuidadosa porque el cerebro de un pez dorado, que se parece un poco a un pequeño grupo de lentejas, mide solo media pulgada de largo. “Bajo un microscopio, expusimos el cerebro y pusimos los electrodos adentro”, dijo Lear Cohen, neurocientífico y candidato a doctorado en Ben-Gurion, quien realizó las cirugías para conectar los dispositivos. Cada uno de esos electrodos tenía el diámetro de un mechón de cabello humano.

También fue complicado encontrar una manera de realizar el procedimiento en tierra firme sin dañar al sujeto de prueba. “El pez necesita agua y tú necesitas que no se mueva”, dijo. 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 estaba sellado en una caja impermeable, montada en la frente del pez. Para evitar que la computadora le pesara al pez e impidiera su capacidad para nadar, los investigadores colocaron espuma plástica flotante en el dispositivo.

Después de recuperarse de la cirugía, el pez presentó su casco en un experimento. El pez dorado navegó en un tanque de 61 centímetros de largo por 15.5 centímetros de ancho. Cuanto más cerca nadaban los peces de los bordes del tanque, más se iluminaban 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 es sutilmente diferente 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 precisa dentro de nuestro entorno y construir un mapa alrededor de ese lugar. Los mamíferos tienen neuronas especializadas que crean estos alfileres de “usted está aquí” en sus mapas mentales; los investigadores no encontraron esas células en los peces.

En cambio, los peces dorados dependen de un tipo de neurona que se dispara para hacerle saber al animal que se está acercando a un límite oa un obstáculo. Al combinar la información sobre qué tan lejos está de varias barreras, el pez puede orientarse en el espacio.

El sistema de navegación de los mamíferos, dijo el Dr. Segev, consiste en células que permiten que un animal determine “Estoy aquí, estoy aquí, estoy aquí”. En el pez dorado, dijo, las células funcionan para transmitir un mensaje diferente: “Estoy en esta posición a lo largo de este eje, y esta posición a lo largo de un eje diferente”.

El Sr. Cohen sospecha que las variaciones en los circuitos de navegación de los animales pueden corresponder a los diferentes desafíos que enfrentan para moverse por sus hábitats. Por ejemplo, dijo, las corrientes siempre cambiantes de un hogar acuático podrían significar que, para los peces, “es más fácil saber la distancia desde una característica sobresaliente en el medio ambiente que saber una posición exacta”.

Todos los experimentos fueron aprobados por el comité de bienestar animal de la universidad y los investigadores sacrificaron a los peces después de sus pruebas de natación para poder examinar más a fondo sus cerebros. El equipo espera seguir aprendiendo cómo y por qué los sistemas de navegación de los peces difieren de los nuestros.

Adelaide Sibeaux, bióloga de la Universidad de Oxford que no participó en el estudio, dijo que el proyecto le pareció “bastante asombroso”, además de importante. “Estamos modificando el entorno de muchos animales y, si comprende cómo navega un animal, sabrá si es capaz de hacer frente a los cambios que están ocurriendo en el mundo en este momento”, dijo el Dr. Sibeaux; para los peces, eso podría incluir agua que se vuelve más turbia debido a la contaminación.

Fuente: BBC/CanalesTI, FRB