Investigadores descubren cómo las células nerviosas del cerebro de los murciélagos responden a su entorno y a las interacciones sociales con otros murciélagos

Los investigadores han descubierto que las células nerviosas de la región del hipocampo del cerebro codifican información compleja sobre numerosas características de otros individuos del mismo grupo social.

El trabajo, que se está llevando a cabo en murciélagos, es el primero en mostrar esto en un gran grupo mixto de animales salvajes y sociales, y es importante porque arroja luz sobre cómo funciona el cerebro y genera procesos de pensamiento y comportamiento.

El profesor Nachum Ulanovsky, director del Centro de Aprendizaje, Memoria y Cognición del Instituto Weizmann de Ciencias de Rehovot, Israel, ha publicado numerosos estudios sobre cómo funciona el cerebro de los murciélagos. En su presentación ante el Foro de la Federación de Sociedades Europeas de Neurociencia (FENS) En 2024, describió estudios previos sobre cómo los murciélagos navegan, aprenden y recuerdan detalles de los espacios en los que vuelan y cómo interactúan socialmente.

En su nuevo estudio, el Dr. Schmidt indaga más en el papel mucho más complejo que desempeñan las células nerviosas (neuronas) de una región específica del hipocampo, responsable de la memoria y la comprensión espacial. Schmidt cree que, como el hipocampo de los murciélagos es muy similar al de los humanos, en el futuro se descubrirán hallazgos similares en los humanos.

«Nuestro cerebro nos hace quienes somos. Nuestros comportamientos, emociones, pensamientos, recuerdos, nuestros éxitos y fracasos están todos determinados por nuestro cerebro. Por lo tanto, es una pregunta fascinante: ¿cómo funciona el cerebro? ¿Cómo genera el cerebro comportamiento y cognición? Para abordar esto de manera detallada, debemos registrar la actividad de neuronas individuales, las unidades operativas básicas del cerebro, mientras los humanos o los animales realizan diversos comportamientos y tareas cognitivas. Esto es técnicamente más fácil de hacer en animales que en humanos, por lo que registrar la actividad de neuronas individuales en animales en comportamiento es crucial para comprender el cerebro», dijo.

El profesor Ulanovsky y sus colegas crearon una «cueva de murciélagos» en su laboratorio para colonias de murciélagos frugívoros egipcios salvajes, que son mamíferos muy sociales. Cada grupo tenía entre cinco y diez murciélagos con proporciones aproximadamente iguales de machos y hembras. La cueva de los murciélagos medía 2,7 x 2,3 x 2,6 metros y estaba equipada con redes grandes y pequeñas entre las cuales los murciélagos podían volar. Los murciélagos se conocían, vivieron juntos en la cueva de los murciélagos durante varios meses y eran libres de volar e interactuar entre sí.

Los investigadores conectaron pequeños sistemas inalámbricos de electrofisiología a cada murciélago, que registraron la actividad eléctrica de las neuronas en el cerebro de los murciélagos durante comportamientos naturales, como el vuelo, la navegación y las interacciones sociales. Los murciélagos también fueron etiquetados y codificados con barras, lo que permitió a los investigadores rastrear las ubicaciones e identidades de los murciélagos en 3D. Los investigadores utilizaron cámaras de vídeo para registrar las direcciones de la cabeza de los murciélagos y sus interacciones sociales cuando estaban colgados en las redes.

El profesor Ulanovsky dijo: «Descubrimos una gran cantidad de señales sociales muy fuertes en el hipocampo. Descubrimos que las neuronas en el hipocampo representaban las posiciones e identidades de muchos otros murciélagos, creando una representación socioespacial, es decir, las neuronas codificadas quién estaba ubicado y dónde Además, estas neuronas representaban factores sociales muy importantes como el sexo del otro murciélago, su lugar en la jerarquía de dominancia (¿es un murciélago dominante o subordinado?), su afiliación social (¿el otro murciélago es mío?). ¿amigo o no?), y también representaba formas específicas de interacción social.

«Este estudio sugiere que más allá de las funciones clásicas del hipocampo en la representación de la memoria y el espacio, el hipocampo puede tener un papel adicional en el procesamiento social. En particular, puede vincular estos tres aspectos (social, espacial y de memoria) en una representación unificada de Memorias socioespaciales.

«La investigación del cerebro se centra normalmente en las conductas de animales y humanos individuales, y cuando se estudian las conductas sociales, normalmente se investigan en parejas de animales que interactúan socialmente. Pero muchas de nuestras conductas sociales implican inherentemente a varios individuos: pensemos en nuestra clase, en la cena familiar, en la última fiesta a la que fuimos o en el último partido de fútbol que viste. Todas ellas son conductas sociales de grupo. Sin embargo, hasta la fecha se han realizado muy pocos estudios de la actividad neuronal en los cerebros de animales que interactúan socialmente en grupo. En particular, se han realizado muy pocos estudios de este tipo en el hipocampo».

Él cree que es importante estudiar el cerebro en animales que se comportan de forma natural y en grupos sociales, y no sólo durante los comportamientos controlados que normalmente se utilizan en la investigación del cerebro, ya que los resultados pueden ser diferentes.

«Tengo previsto seguir estudiando el cerebro en comportamientos cada vez más naturales, tanto sociales como de navegación. El hipocampo del murciélago y sus conexiones son extremadamente similares al hipocampo humano en cuanto a su estructura. Por tanto, espero que en el futuro se descubran hallazgos similares en humanos», concluyó.

El profesor Richard Roche, subdirector del Departamento de Psicología de la Universidad de Maynooth, Maynooth, condado de Kildare, Irlanda, es presidente del comité de comunicación de la FENS y no participó en la investigación. Dijo: «Si podemos comprender los mecanismos que contribuyen a quiénes somos, dónde estamos, nuestros personajes, nuestras motivaciones, nuestras emociones, cómo pensamos y mucho más, entonces podremos comenzar a descubrir qué es diferente cuando tenemos Condiciones como depresión, ansiedad, autismo u otras condiciones relacionadas con el comportamiento de nuestro cerebro.

«Este fascinante trabajo del profesor Ulanovsky descubre cómo las neuronas individuales en el hipocampo codifican información importante sobre el entorno en el que viven estos murciélagos y sobre otros murciélagos en sus grupos sociales. Esto nos da indicadores de qué buscar y dónde buscar cuando investigamos esto en humanos.»