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# Biología # Neurociencia

Dentro de las Mentes de los Ratones: Células Cerebrales en Acción

Descubre cómo unas células cerebrales especiales ayudan a los ratones a navegar y predecir sus movimientos.

Dóra Éva Csordás, Johannes Nagele, Martin Stemmler, Andreas V. M. Herz

― 6 minilectura


Mentes de Ratones: Mentes de Ratones: Células y Movimiento Insight de los ratones predicen el movimiento. Explorando cómo las células cerebrales
Tabla de contenidos

Los ratones son como pequeños exploradores, siempre en movimiento. Usan células especiales en su cerebro para ayudarles a averiguar dónde están y hacia dónde van. Estas células incluyen células de lugar, células de dirección de cabeza y células de rejilla. Cada tipo juega un papel en ayudar a los ratones a navegar por su entorno, como un GPS nos ayuda a encontrar nuestro camino.

¿Qué Son Estas Células Especiales?

Células de Lugar

Las células de lugar se encuentran en una parte del cerebro llamada hipocampo. Se activan cuando un ratón está en una ubicación específica. Piensa en ellas como un mapa del mundo del ratón.

Células de Dirección de Cabeza

Las células de dirección de cabeza ayudan a un ratón a saber hacia dónde está mirando. Son como una brújula, señalando qué dirección es norte, sur, este u oeste.

Células de Rejilla

Las células de rejilla son interesantes porque se activan cuando un ratón está en ciertas ubicaciones, formando un patrón en forma de rejilla. Ayudan al ratón a entender la distancia y la dirección en un espacio bidimensional, ayudando a la pequeña criatura a averiguar cómo moverse.

La Sorpresa de la Anticipación

Los investigadores descubrieron algo sorprendente sobre cómo funcionan estas células. En lugar de solo decirle a un ratón dónde está, también parecen predecir hacia dónde va. Por ejemplo, las células de dirección de cabeza pueden anticipar hacia dónde mirará el ratón hasta 95 milisegundos en el futuro. ¡Es como tener un pequeño adivino en la cabeza!

¿Cómo Estudian Esto los Investigadores?

Para estudiarlo, los investigadores usaron cámaras de video y sensores colocados en los ratones para rastrear sus movimientos mientras exploran una arena cuadrada. Al examinar cómo se activaban las células en relación con su movimiento, los científicos pudieron obtener información sobre cómo funcionan estas células cerebrales.

El Experimento

Los investigadores rastrearon 522 células de ratones machos, clasificándolas en categorías según sus patrones de activación. Querían ver si podían descubrir cómo estas células trabajan juntas y si pueden predecir los movimientos futuros de un ratón.

El Misterio de los Cambios

Mientras analizaban los datos, los investigadores notaron que había cambios en cómo se activaban estas células. Si un ratón se movía hacia una ubicación, las células de lugar se activaban, pero el momento y la posición de la activación eran cruciales. Si los investigadores cambiaban el momento de las activaciones hacia adelante o hacia atrás, podían alterar cómo respondían las células.

El Momento de los Movimientos

Los investigadores también experimentaron aumentando o disminuyendo los momentos en que las células se activaban. Esto les ayudó a entender si las células predecían posiciones futuras o reaccionaban a las actuales. Descubrieron que algunas células eran más activas cuando los ratones se movían hacia un objetivo que alejándose de él.

¡La Velocidad Importa!

Curiosamente, la velocidad a la que corría un ratón también jugaba un papel. Los ratones tendían a anticipar mejor sus movimientos cuando corrían más rápido. Es como cuando nosotros rápidamente agarramos un bocadillo de la nevera cuando vamos tarde en vez de tomarnos nuestro tiempo.

El Tamaño de los Campos de Activación

Los investigadores también examinaron los "campos de activación", o las áreas donde estas células se activaban. Descubrieron que el tamaño de estos campos de activación podía ser manipulado cambiando el momento o la posición de las activaciones.

Un Rompecabezas de Información

Tratar de juntar toda la información sobre cómo funcionan estas células era como resolver un rompecabezas. Tenían que considerar diferentes ángulos, la dirección en que los ratones estaban mirando y si se movían hacia o alejándose de un objetivo.

El Rol de la Dirección de Movimiento

Un aspecto investigado fue cómo la dirección en la que se movía el ratón influía en la activación. Los ratones tienden a estar más comprometidos cuando se dirigen hacia la comida u otros objetivos, ¡mucho como nosotros podríamos estar más alerta al ver un buffet de postres!

Células de Dirección de Cabeza vs. Células de Lugar

Los investigadores tuvieron que considerar si las células de dirección de cabeza o las células de lugar eran más significativas para predecir movimientos. Mientras que las células de lugar están vinculadas a ubicaciones específicas, las células de dirección de cabeza ayudaban al ratón a conocer su orientación.

Dos Caras de la Misma Moneda

Al analizar los resultados, los investigadores se dieron cuenta de que tanto los aspectos espaciales como temporales jugaban un papel en cómo funcionaban estas células. Así que no se trataba solo de dónde estaba un ratón, sino también de predecir dónde estaría.

El Futuro de la Investigación

A medida que los investigadores continúan su trabajo, esperan descubrir más sobre cómo funcionan estas células cerebrales y cómo permiten a los ratones navegar. Con estudios futuros, ¡podríamos aprender aún más sobre nuestros amigos peludos y su poder cerebral!

Conclusión

El mundo de los cerebros de los ratones es un lugar complicado lleno de pequeñas células que les ayudan en sus aventuras diarias. Entender cómo funcionan ayuda a los investigadores a aprender no solo sobre los ratones, sino también acerca de preguntas más grandes sobre cómo todos percibimos y reaccionamos a nuestros entornos. ¿Quién diría que unos cerebros tan pequeños podrían contener tantos grandes misterios?

Fuente original

Título: Grid cells anticipate the animal's future movement

Resumen: Grid cells in the rodent medial entorhinal cortex preferentially fire spikes when the animal is within certain regions of space. When experimental data are averaged over time, spatial firing fields become apparent. If these firing fields represented only the current position of the animal, a grid cells firing should not depend on whether the animal is running into or out of a firing field. Yet many grid cells are sensitive to the animals direction of motion relative to the firing-field center. Such apparent egocentric "inbound-outbound tuning" could be a sign of prospective encoding of future position, but it is unclear whether grid cells code ahead in space or in time. To investigate this question, we decided to undo the inbound-outbound modulation by shifting all spikes within a given firing field by a fixed distance in space or in time. For grid-cell data recorded in mice, optimizing in space requires a forward shift of around 2.5 cm, whereas optimizing in time yielded a forward shift of about 170 ms. In either case the firing-field sizes decrease. Minimizing just the field size yields somewhat smaller shifts (roughly 1.8 cm and around 115 ms ahead). Jointly optimizing along the temporal and spatial dimension reveals a continuum of flat inbound-outbound tuning curves and a shallow minimum for field sizes, located at about 2.3 cm and 35 ms. These findings call into question a purely spatial or purely temporal interpretation of grid-cell firing fields and inbound-outbound tuning.

Autores: Dóra Éva Csordás, Johannes Nagele, Martin Stemmler, Andreas V. M. Herz

Última actualización: 2024-12-10 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.05.627046

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.05.627046.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

Gracias a biorxiv por el uso de su interoperabilidad de acceso abierto.

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