La célula que no estudia pero aprende

Imagen de P. polycephalum. Foto Audrey Dussutour (CNRS)

Imagen de P. polycephalum. Foto Audrey Dussutour (CNRS)

¿Puede aprender un cerebro hueco? Si se trata de un organismo simple, sí. Científicos demostraron por primera vez, dijeron, que un organismo carente de sistema nervioso es capaz de aprender.

Los investigadores del Centre de Recherches sur la Cognition Animale (CNRS/Université Toulouse III — Paul Sabatier) tuvo éxito demostrando que un organismo de una sola célula, Physarum polycephalum, un protista, es capaz de un tipo de aprendizaje llamado habituación, un descubrimiento que aporta sobre el origen de la capacidad de aprendizaje durante la evolución, incluso antes de que aparecieran el sistema nervioso y el cerebro.

También crea preguntas acerca de esas capacidades en otros organismos simples como virus y bacterias.

El logro fue publicado en Proceedings of the Royal Society B.

La capacidad de aprender y la memoria son elementos claves en el reino animal: aprender de la experiencia y adaptar la conducta entonces son vitales para un animal en un ambiente fluctuante y potencialmente peligroso.

Se ha pensado que esa facultad es prerrogativa de organismos con cerebro y sistema nervioso, pero los organismos unicelulares también necesitan adaptarse al cambio. ¿Presentan una capacidad de aprendizaje? Las bacterias muestran adaptación, pero toma varias generaciones desarrollarla y es más el resultado de la evolución.

Por eso los científicos querían ver si hallaban una prueba de aprendizaje en un organismo unicelular, eligiendo un protista, un moho que habita en ambientes sombreados y que había probado tener capacidades sorprendentes como resolver un laberinto, evitar trampas y optimizar su nutrición, pero hasta ahora no se conocía su capacidad de aprendizaje.

Este organismo tiene una célula con miles de núcleos y puede cubrir un área de 1 metro cuadrado y se puede mover en su ambiente a una velocidad de 5 centímetros por hora.

Nuevos hallazgos sobre pesticidas

Foto Wikipedia

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No solo sería quienes los usan, también podría ser quienes consumen los productos con residuos, si es que los hubiere: científicos encontraron una clase de fungicidas de uso común que provocan cambios en la expresión de genes similar a los que tienen personas con autismo y enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer y Huntington.

El estudio en Nature Communications describe una nueva manera como actúan químicos que tienen el potencial de afectar algunas funciones del cerebro.

Mark Zylka, profesor de UNC y su grupo expusieron neuronas de ratón a 300 químicos distintos. Luego secuenciaron ARN de esas neuronas para hallar los genes afectados al comparar con neuronas no tratadas. El estudio generó cientos de datos de expresión de genes y los investigadores usaron programas de computador para deducir cuáles químicos causaron los cambios en la expresión de genes.

Con base en eso describieron 6 grupos de químicos, dijo Zylka. Uno de ellos alteró los niveles de varios de los mismos genes que aparecen alterados en el cerebro de personas con autismo y Alzheimer, por ejemplo.

Entre los químicos del grupo se encuentran los pesticidas rotenona, piridaben y fenpyroximate y una nueva clase de fungicidas que incluyen pyraclostrobin, trifloxystrobin, fenamidone, y famoxadona. Azoxystrobin, fluoxastrobin y kresoxim-methyl están también en esta clase.

No podemos afirmar que estos químicos causan esas condiciones en la gente. Necesitamos más estudios para determinar si alguno de ellos representan un riesgo real para el cerebro humano”, dijo Zylka.

El grupo halló que esos químicos reducían la expresión de genes involucrados en la transmisión sináptica, las conexiones importantes para la comunicación entre neuronas. Si esos genes no se expresan bien nuestros cerebros no pueden funcionar bien.

Los químicos también provocaron una expresión alta de genes asociada con la inflamación del sistema nervioso, una neuroinflamación común en problemas como el autismo y las neurodegenerativas.

Hubo además un aumento en la producción de radicales libres, que pueden afectar las células y han sido asociados a varias enfermedades del cerebro.

Un tema preocupante para profundizar.

Hallan el mecanismo cerebral que regula la sed

Foto Manuel SaldarriagaTengo sed. Científicos del Howard Hughes Medical Institute identificaron un circuito cerebral en ratones que regula la sed. Cuando un conjunto de células en él es activado, los ratones comienzan a beber agua, aún si están bien hidratados. otro conjunto de células surpime esa necesidad.

El primero está localizado en la región llamada órgano subfornical. Esta podría tener un circuito con dos elementos que probablemente interactúen entre sí para mantener el balance, según Charles Zuker, investigador de Columbia University quien encabezó el estudio.

Al actuar así el circuito asegura que el animal tome la cantidad correcta del fluido para mantener la presión sanguínea, el balance de electrolitos y el volumen celular.

El trabajo fue publicado en Nature.

El laboratorio de Zuker tiene su interés primario en la biología del gusto, habiendo identificado 5 receptores para los 5 sabores básicos, del dulce al salado, el ácido, el amargo y el unami y revelado que el sistema nervioso dedica múltiples caminos para sentir la respuesta a la sal, circuitos que aseguran que la sal es una atracción en bajas concentraciones.

Así es como el sistema del gusto regula la ingesta de sal, que es muy importante para la homeostasis del cuerpo. Este es solo un lado de la balanza: el consumo de sal tiene que ser equilibrado con la ingestión de agua.

Los científicos sabían que existía un mecanismo diferente responsable de controlar la toma de agua. “No hay cambio en la concentración del agua. Agua es agua”, explicó Yuki Oka, miembro del grupo. “Pero cuando usted está sediento, el agua es muy atractiva”. Por eso Zuker y Oka quisieron determinar cuál mecanismo cerebral regulaba la motivación para beber.