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# Biología# Neurociencia

Neuronas CGRP y Comportamientos Defensivos en Animales

La investigación revela cómo las neuronas CGRP influyen en las defensas de los animales contra las amenazas.

― 8 minilectura


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La supervivencia en el reino animal depende de varias formas de defenderse de los peligros. Los animales usan dos tipos principales de Comportamientos defensivos: pasivos y activos. Las estrategias pasivas, como congelarse, ayudan a los animales a pasar desapercibidos por los depredadores. Cuando un animal percibe una amenaza directa, puede cambiar a respuestas activas, como huir o pelear. Entender cómo los animales cambian su comportamiento según el nivel de amenaza que perciben es crucial para su supervivencia.

Estudios recientes muestran que los animales pueden alternar entre estos comportamientos defensivos dependiendo de la situación. Por ejemplo, ciertas señales en el cerebro pueden activar respuestas apropiadas cuando los animales sienten peligro. Estas señales ayudan a los animales a notar y reaccionar rápidamente ante las Amenazas.

Los investigadores han aprendido mucho sobre cómo los animales responden a varios peligros. Por ejemplo, estudios que involucran amenazas realistas, como robots que imitan depredadores, han ayudado a observar comportamientos defensivos críticos. Al estudiar cómo reaccionan los animales ante estas amenazas, los científicos han descubierto que la capacidad de modificar las respuestas según el nivel de peligro es vital para la supervivencia.

Comportamientos Defensivos Pasivos y Activos

Los animales pueden elegir diferentes comportamientos para defenderse cuando sienten peligro. Los comportamientos defensivos pasivos a menudo incluyen congelarse o quedarse quieto, lo que hace más difícil que los depredadores los vean. Estas respuestas pueden ser beneficiosas en situaciones donde la amenaza no es inmediata. Por otro lado, cuando hay una amenaza inmediata, los animales pueden recurrir a comportamientos activos como correr o pelear.

Ciertas señales cerebrales juegan un papel clave en estos comportamientos defensivos. Cuando un animal detecta una amenaza, señales específicas activan diferentes respuestas. Estas señales actúan como alarmas, alertando al animal sobre un peligro potencial. Ayudan al animal a reconocer varios peligros y decidir cómo reaccionar de manera efectiva.

Señales de Alarma Generales

Un aspecto significativo de cómo los animales responden a amenazas es a través de señales de alarma. Estas señales desencadenan los comportamientos defensivos apropiados cuando hay peligro presente. El cerebro tiene áreas específicas que procesan estas señales, permitiendo que los animales respondan rápidamente. La investigación ha demostrado que ciertos tipos de células cerebrales responden a estímulos dañinos y transmiten información sobre estas amenazas.

Un grupo importante de células cerebrales que actúan como señales de alarma son conocidas por liberar un químico llamado péptido relacionado con el gen de calcitonina (CGRP). Estas células responden a diferentes estímulos dañinos, ayudando al cerebro a procesar el peligro y decidir qué acción defensiva tomar. Estudios anteriores se han centrado principalmente en cómo estas células contribuyen a comportamientos defensivos pasivos, pero su papel en las respuestas activas no se ha explorado completamente.

Investigando Neuronas CGRP

Para entender el papel de las neuronas CGRP en los comportamientos defensivos pasivos y activos, los investigadores realizaron experimentos utilizando un robot que imitaba a un depredador. Al estudiar cómo reaccionan estas neuronas al ser perseguidas por el robot, los investigadores querían ver si las neuronas CGRP influyen en la elección entre congelarse y huir.

En la primera fase del estudio, los científicos registraron la actividad de las neuronas CGRP mientras exponían a los animales a diferentes tipos de estímulos aversivos, incluyendo la persecución del robot. Manipularon la actividad de las neuronas CGRP durante las sesiones de condicionamiento del miedo, utilizando métodos de estimulación e inhibición para ver cómo estos cambios afectaban los comportamientos defensivos de los animales.

El Papel de las Neuronas CGRP en las Respuestas a Amenazas

Los investigadores encontraron que las neuronas CGRP mostraron diferentes niveles de actividad en respuesta a varias amenazas. Cuando los animales eran sometidos a una picadura, un pellizco en la cola o la persecución del robot, las neuronas CGRP exhibieron patrones de disparo distintos. La intensidad y duración de sus respuestas dependían del tipo de amenaza experimentada por los animales.

Durante la persecución del robot, las neuronas CGRP mostraron actividad aumentada mientras los animales eran perseguidos. Esto indicaba que las neuronas estaban codificando el nivel de amenaza percibido, lo que permitía a los animales responder adecuadamente. Los investigadores también notaron que cuando estimulaban las neuronas CGRP, los animales mostraban comportamientos de congelamiento fuertes incluso sin una amenaza externa.

Condicionamiento del Miedo con el Robot

Durante los experimentos, los animales pasaron por un condicionamiento del miedo con el robot que los perseguía. En esta configuración, los animales primero se habituaron a un sonido (estímulo condicionado) antes de experimentar la persecución del robot (estímulo no condicionado). Cuando se presentó el sonido solo después del condicionamiento, demostraron comportamientos de congelamiento o huida.

Los investigadores encontraron que manipular las neuronas CGRP durante el condicionamiento del miedo impactaba cómo respondían los animales. Los animales con neuronas CGRP activadas mostraron más comportamientos de huida, mientras que aquellos con neuronas inhibidas fueron menos receptivos a la amenaza. Este hallazgo sugirió que el nivel de actividad de las neuronas CGRP influía mucho en la elección de la estrategia defensiva de los animales.

Comportamiento Defensivo Activo y Manipulación de Neuronas CGRP

Al manipular las neuronas CGRP durante la persecución del robot, los investigadores querían determinar si estas neuronas podían cambiar las estrategias defensivas de congelarse a huir. Cuando se estimularon las neuronas CGRP, los animales mostraron comportamientos de huida mejorados durante la prueba de retención. En contraste, cuando estas neuronas fueron inhibidas, los animales mostraron respuestas de huida disminuidas.

El estudio subrayó que el nivel de actividad en las neuronas CGRP juega un papel crítico en la modelación de comportamientos defensivos e influye en cómo los animales responden a las amenazas percibidas. Al comparar las respuestas durante persecuciones con robots y descargas eléctricas, los investigadores encontraron que las neuronas CGRP impulsaban diferentes estrategias de defensa según el tipo de estímulo utilizado.

Condicionamiento del Miedo con Descarga Eléctrica

En otra fase del estudio, los animales pasaron por un condicionamiento del miedo convencional con una descarga eléctrica como estímulo no condicionado. Los investigadores examinaron cómo la actividad de las neuronas CGRP durante este condicionamiento afectaba las respuestas de los animales al estímulo condicionado.

Los resultados mostraron que los animales con neuronas CGRP estimuladas exhibieron un aumento en el comportamiento de congelamiento durante la prueba de retención, mientras que aquellos con neuronas inhibidas mostraron respuestas disminuidas. Esto contrastó con el experimento anterior que involucraba la persecución del robot, donde las neuronas activadas mejoraron las respuestas de huida.

Neuronas CGRP y Percepción de Amenazas

Para investigar más sobre cómo las neuronas CGRP impactan la percepción de amenazas, los investigadores aumentaron sistemáticamente la velocidad del robot durante las sesiones de persecución. Al aumentar la velocidad, querían ver si las respuestas de huida de los animales aumentarían en intensidad con una amenaza percibida más fuerte.

Los resultados confirmaron que velocidades más altas llevaron a respuestas de huida mayores, mientras que velocidades más bajas no generaron el mismo nivel de actividad. Esto sugiere que la estimulación de las neuronas CGRP durante condiciones de amenaza incrementadas amplificaría el peligro percibido, mejorando los comportamientos defensivos activos.

Implicaciones de la Investigación de Neuronas CGRP

La investigación sobre las neuronas CGRP ofrece información sobre cómo se regulan los diferentes comportamientos defensivos. Muestra que estas neuronas no solo están involucradas en respuestas pasivas, sino también en mecanismos de defensa activos. Al entender el papel de las neuronas CGRP en los comportamientos de congelamiento y huida, podemos tener una mejor comprensión de cómo los animales procesan amenazas y eligen sus respuestas.

Además, estos hallazgos podrían tener implicaciones para explorar trastornos relacionados con el estrés en humanos. Comprender cómo el cerebro procesa amenazas y regula comportamientos defensivos puede ayudar a los investigadores a desarrollar nuevos tratamientos para condiciones de ansiedad y miedo.

Conclusión

En resumen, el estudio ilustra el papel vital de las neuronas CGRP en la regulación de comportamientos defensivos en respuesta a varias amenazas. A través de experimentos que involucraron tanto un robot depredador naturalista como descargas eléctricas, los investigadores encontraron que las neuronas CGRP influyen en cuándo un animal se congela o huye según el nivel de peligro percibido.

Esta investigación destaca la complejidad del procesamiento de amenazas en el cerebro y contribuye a nuestra comprensión de cómo los animales adaptan sus comportamientos defensivos en diferentes situaciones. Al arrojar luz sobre los mecanismos detrás de estas estrategias protectoras, podemos comprender mejor las implicaciones más amplias de estos hallazgos en la psicología y los estudios de comportamiento.

Fuente original

Título: Parabrachial CGRP neurons modulates conditioned active defensive behavior under a naturalistic threat

Resumen: Recent studies suggest that calcitonin gene-related peptide (CGRP) neurons in the parabrachial nucleus (PBN) represent aversive information and signal a general alarm to the forebrain. If CGRP neurons serve as a true general alarm, activation of CGRP neurons can trigger either freezing or fleeing defensive behavior, depending on the circumstances. However, the majority of previous findings have reported that CGRP neurons modulate only freezing behavior. Thus, the present study examined the role of CGRP neurons in active defensive behavior, using a predator-like robot programmed to chase mice in fear conditioning. Our electrophysiological results showed that CGRP neurons encoded the intensity of various unconditioned stimuli (US) through different firing durations and amplitudes. Optogenetic and behavioral results revealed that activation of CGRP neurons in the presence of the chasing robot intensified fear memory and significantly elevated conditioned fleeing behavior during recall of an aversive memory. Animals with inactivated CGRP neurons exhibited significantly low levels of fleeing behavior even when the robot was set to be more threatening during conditioning. Our findings expand the known role of CGRP neurons in the PBN as a crucial part of the brains alarm system, showing they can regulate not only passive but also active defensive behaviors.

Autores: Yong Sang Jo, G. H. Pyeon, H. Cho, B. M. Chung, J.-S. Choi

Última actualización: 2024-07-23 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.23.604768

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.23.604768.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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