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# Biología # Neurociencia

Sanguijuelas y el Arte del Movimiento

Descubre cómo las sanguijuelas revelan secretos sobre el movimiento de los animales.

Martina Radice, Agustín Sanchez Merlinsky, Federico Yulita, Lidia Szczupak

― 6 minilectura


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Tabla de contenidos

Las sanguijuelas son criaturas fascinantes que nos dan una idea de cómo funciona el movimiento en los animales. Aunque no sean los animales más glamorosos, estudiarlas puede ayudar a los científicos a entender cómo diferentes músculos trabajan juntos para hacer movimientos suaves.

Lo Básico del Movimiento

El movimiento en los animales, incluidas las sanguijuelas, involucra muchos músculos y está controlado por el Sistema Nervioso. Piensa en ello como un director dirigiendo una orquesta. Cada grupo muscular debe trabajar en armonía para crear una hermosa sinfonía de movimiento. En las sanguijuelas, esto es especialmente interesante porque su estructura corporal es bastante simple, lo que permite a los investigadores centrarse en cómo se coordina el movimiento sin perderse en una anatomía compleja.

El Cuerpo y el Sistema Nervioso de las Sanguijuelas

Las sanguijuelas tienen una serie de segmentos a lo largo de sus cuerpos. Cada segmento contém un grupo de células nerviosas conocido como ganglios. En las sanguijuelas, hay 21 de estos ganglios en el cuerpo medio. Cada ganglio es como un mini cerebro, manejando las señales que indican al cuerpo cómo moverse. También hay dos cerebros más grandes en cada extremo del cuerpo, pero los ganglios del cuerpo medio son cruciales para movimientos básicos como arrastrarse.

Cómo se Arrastran las Sanguijuelas

Cuando las sanguijuelas se arrastran, crean un patrón rítmico que se asemeja a una ola que recorre su cuerpo. Este movimiento ocurre en dos fases: elongación y contracción. Imagina estirar una banda elástica (elongación) y luego dejar que vuelva a su forma (contracción). Cuando las sanguijuelas se arrastran, se anclan con ventosas en ambos extremos de sus cuerpos y crean olas de movimiento que las empujan hacia adelante.

El movimiento rítmico puede ser desencadenado artificialmente en un laboratorio. Los científicos pueden aislar el sistema nervioso de una sanguijuela, estimularlo con productos químicos y luego observar cómo se arrastra como si estuviera moviéndose en su entorno natural.

Monitoreo del Proceso de Arrastre

Para estudiar el proceso de arrastre más de cerca, los científicos utilizan varias técnicas de grabación. Miden las señales eléctricas de diferentes células nerviosas (Motoneuronas) durante el arrastre para ver cómo trabajan juntas.

Curiosamente, los científicos encontraron que algunas motoneuronas se activan en fase con el movimiento de arrastre, mientras que otras responden en diferentes intervalos. Estos diversos grupos de motoneuronas ayudan a controlar diferentes fases del movimiento de arrastre, asegurando que la sanguijuela pueda estirarse y contraerse efectivamente.

El Papel de las Neuronas No Punteras

Un hallazgo particularmente intrigante es el papel de un tipo de neurona llamada "neuronas no puntera" (NS). Estas neuronas no generan picos como las células nerviosas tradicionales, pero aún así juegan un papel clave en el control del movimiento. En lugar de disparar ráfagas de señales eléctricas, estas neuronas modulan la actividad de las motoneuronas involucradas en la fase de contracción del arrastre.

Cuando las neuronas NS están activas, parecen inhibir las motoneuronas que de otro modo dispararían demasiado durante el movimiento de arrastre. Esto significa que ayudan a evitar que la sanguijuela "se pase de la raya" y proporcionan equilibrio a sus movimientos. ¡Imagínatelas como el entrenador amigable recordándole a la sanguijuela que debe dosificarse!

Perspectivas Experimentales

Los investigadores realizaron una variedad de experimentos para saber más sobre cómo las neuronas NS influyen en el arrastre. Al desactivar temporalmente o despolarizar estas neuronas, observaron cómo cambiaban los movimientos de las sanguijuelas. Cuando se activaron las neuronas NS, las motoneuronas responsables de la contracción disparaban con menos frecuencia, permitiendo un movimiento de arrastre más suave y controlado.

Esto indica que las neuronas NS ayudan a ajustar el patrón de arrastre enviando señales inhibitorias a las motoneuronas durante la fase de contracción. ¿El resultado? Un movimiento de arrastre más eficiente y bien coordinado que ayuda a las sanguijuelas a navegar efectivamente por su entorno.

Comparando Resultados de Laboratorio con el Arrastre en la Vida Real

Una parte de la investigación implicó comparar los hallazgos de estudios de ganglios aislados con las sanguijuelas arrastrándose en su hábitat natural. Los científicos siguieron cómo se movían las sanguijuelas, midiendo la longitud de sus secciones corporales a lo largo del tiempo durante el arrastre. Notaron diferencias entre lo que observaron en el laboratorio y en la naturaleza.

En el laboratorio, la actividad rítmica era más lenta que en el mundo real. Esto sugería que otras señales, posiblemente del cerebro de la sanguijuela o del entorno que la rodea, juegan un papel importante en acelerar el movimiento.

Cuando los investigadores midieron los pasos de arrastre en sanguijuelas vivas, encontraron que el movimiento dinámico incluía fases isométricas (sin movimiento) que no eran claramente visibles en las grabaciones del laboratorio. Estas fases isométricas son esenciales ya que ayudan a asegurar que la sanguijuela mantenga el equilibrio mientras se mueve.

La Conclusión

Entonces, ¿qué podemos sacar de este fascinante estudio? Las sanguijuelas pueden no ser las criaturas más glamorosas, pero ofrecen valiosas ideas sobre la mecánica del movimiento. Al aislar su sistema nervioso y estudiar su comportamiento de arrastre, los científicos pueden comprender mejor la intrincada danza de músculos y nervios.

Esta investigación también resalta que el sistema nervioso no es sencillo; está lleno de sorpresas. Los hallazgos subrayan cómo incluso criaturas simples como las sanguijuelas tienen sistemas complejos funcionando tras bambalinas para asegurarse de que se muevan de manera eficiente y efectiva.

En general, estudiar el arrastre de las sanguijuelas ayuda a los científicos a apreciar el equilibrio entre excitación e inhibición en el control motor. Es como una danza delicada donde cada participante debe conocer su papel para mantener todo en sincronía. La próxima vez que veas una sanguijuela, ¡recuerda que hay más en su arrastre de lo que parece!

Fuente original

Título: Phase-specific premotor inhibition modulates leech rhythmic motor output

Resumen: Understanding how motoneuron activity is finely tuned remains an open question. Leeches are a highly suitable organism for studying motor control due to their well-characterized behaviors and relatively simple nervous system. On solid surfaces leeches display crawling, a rhythmic motor pattern that can be elicited in the isolated nerve cord or even in ganglia isolated from it. This study aimed to learn how this motor output is shaped by concurrent premotor signals. Specifically, we analyzed how electrophysiological manipulation of a premotor nonspiking (NS) neuron, that forms a recurrent inhibitory circuit (homologous to vertebrate Renshaw cells), shapes the leech crawling motor pattern. The study included a quantitative analysis of motor units active throughout the fictive crawling cycle that shows that the rhythmic motor output in isolated ganglia mirrors the phase relationships observed in vivo. Taken together, the study reveals that the premotor NS neurons, under the control of the segmental pattern generator, modulated the degree of excitation of motoneurons during crawling in a phase-specific manner.

Autores: Martina Radice, Agustín Sanchez Merlinsky, Federico Yulita, Lidia Szczupak

Última actualización: 2024-12-06 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.03.626557

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.03.626557.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.

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