Los científicos descubren un neuropéptido que refleja el estado actual del entorno social de un pez

¿Se ha preguntado recientemente cómo el distanciamiento social y el autoaislamiento pueden afectar su cerebro? Un equipo de investigación internacional dirigido por Erin Schuman del Instituto Max Planck para la Investigación del Cerebro descubrió una molécula cerebral que funciona como un “termómetro” para la presencia de otras personas en el entorno de un animal. El pez cebra “siente” la presencia de otros a través de la mecanosensibilidad y los movimientos del agua, lo que activa la hormona cerebral.

Las diversas condiciones sociales pueden provocar cambios duraderos en el comportamiento animal. El aislamiento social, por ejemplo, puede tener efectos devastadores en los seres humanos y otros animales, incluido el pez cebra. Sin embargo, los sistemas cerebrales que perciben el entorno social no se comprenden bien. Para investigar si los genes neuronales responden a cambios dramáticos en el entorno social, el estudiante de posgrado, Lukas Anneser, y sus colegas criaron peces cebra solos o con sus parientes durante diferentes períodos de tiempo. Los científicos utilizaron la secuenciación de ARN para medir los niveles de expresión de miles de genes neuronales.

Seguimiento de la densidad social

“Encontramos un cambio constante en la expresión de un puñado de genes en peces que se criaron en aislamiento social. Uno de ellos fue la hormona paratiroidea 2 (pth2), que codifica un péptido relativamente desconocido en el cerebro. Curiosamente, la expresión de pth2 no solo siguió la presencia de otros, pero también su densidad. Sorprendentemente, cuando se aisló el pez cebra, pth2 desapareció en el cerebro, pero sus niveles de expresión aumentaron rápidamente, como una lectura de termómetro, cuando se agregaron otros peces al tanque ”, explica Anneser.

Emocionados por este descubrimiento, los científicos probaron si los efectos del aislamiento podrían revertirse colocando a los peces previamente aislados en un entorno social. “Después de sólo 30 minutos nadando con sus parientes, hubo una recuperación significativa de los niveles de pth2. Después de 12 horas con sus parientes, los niveles de pth2 eran indistinguibles de los observados en animales criados socialmente”, dice Anneser. “Esta regulación realmente fuerte y rápida fue inesperada e indicó un vínculo muy estrecho entre la expresión génica y el medio ambiente”.

Entonces, ¿qué modalidad sensorial usan los animales para detectar a otros e impulsar cambios en la expresión genética? “Resultó que la modalidad sensorial que controla la expresión de pth2 no era la visión, el gusto o el olfato, sino más bien la mecanosensación; en realidad ‘sentían’ los movimientos físicos de los peces vecinos que nadaban”, explica Schuman.

Detectar los movimientos del agua

Los peces perciben el movimiento (“mecano-sentido”) en sus inmediaciones a través de un órgano sensorial llamado línea lateral. Para probar el papel de la mecanosensación en la conducción de la expresión de pth2, el equipo realizó una ablación de las células mecanosensibles dentro de la línea lateral del pez. En animales previamente aislados, la ablación de las células de la línea lateral impidió el rescate de la neurohormonía que habitualmente era inducida por la presencia de otros peces.

Así como los humanos somos sensibles al tacto, el pez cebra parece estar específicamente sintonizado con el movimiento de natación de otros peces. Los científicos vieron cambios en los niveles de pth2 causados ​​por los movimientos del agua provocados por congéneres en el tanque. “Las larvas de pez cebra nadan en episodios cortos. Imitamos esta estimulación del agua programando un motor para crear movimientos de peces artificiales. Curiosamente, en peces previamente aislados, los movimientos artificiales rescataron niveles de pth2 al igual que los peces vecinos reales”, explica Anneser.

“Nuestros datos indican un papel sorprendente para un neuropéptido relativamente inexplorado, Pth2: rastrea y responde a la densidad de población del entorno social de un animal. Está claro que la presencia de otros puede tener consecuencias dramáticas en el acceso de un animal a los recursos y su supervivencia final. – Por tanto, es probable que esta neurohormonia regule el cerebro social y las redes conductuales ”, concluye Schuman.

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Materiales proporcionado por Sociedad Max Planck. Nota: el contenido puede editarse por estilo y longitud.

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