Microcomputador gusano-incorporado para la exploración/explotación de alimentos

A spike in salt concentration in ASEL (left neuron) activates expression that leads a worm to proceed in a straight line. A dip in salt levels in ASER (right neuron) turns on a negative reaction that tells a worm to change to a turning movement to look around. (Credit: Graphic courtesy of Shawn Lockery)Leo en la sección “Mente y Cerebro” de ScienceDaily una noticia que me recuerda a las largas caminatas que la mayoría de las veces antecede mis elecciones de un lugar para comer. En este caso se trata del hallazgo de una sencilla red neuronal en el roundworm (”nematones fitófagos” creo que se llaman en español, pequeños gusanos que viven en el intestino de los humanos, cerdos y otros animales) que controla sus comportamientos de exploración y explotación de fuentes alimenticias (aquí la noticia original).

El mecanismo, descubierto por Shawn Lockery y colegas, recuerda a los insectos artificiales de Randall Beer. Dos neuronas quimiosensibles, interconectadas y cercanas desarrollan un cálculo sencillo cuyo resultado es una probabilidad asociada a la conducta de seguir adelante hacia una fuente de alimento específica, o cambiar de dirección para explorar otras fuentes en el ambiente. El circuito conformado por ambas neuronas es un tipo especial de mecanismo ASE, por “antagonistic sensory cues”.

Las conclusiones se basan en dos experimentos críticos.

En el primer experimento las dos neuronas fueron marcadas con una proteina fluorescente que cambia de color según la actividad neuronal. Los investigadores encontraron que cuando los niveles de sal en un lugar específico del ambiente de los gusanos eran altos, la proteina presente en la neurona izquierda cambiaba de azul a amarillo (la neurona aumentaba su actividad) y los gusanos se movían en línea recta hacia dicho lugar. Luego, cuando los niveles de sal bajaban, la neurona derecha aumentaba su ritmo de disparo (pasando de azul a amarillo) y los gusanos comenzaban a explorar nuevas fuentes.

En el segundo experimento los investigadores se plantearon la cuestión de si estas neuronas realmente controlaban el comportamiento descrito o si se trataba de una correlación espúrea o de parte de un mecanismo mayor. Para aclararlo activaron artificial y selectivamente cada una de las dos neuronas, utilizando para ello una proteina sensible al capsaicin (componente activo del ají). Esperaban que al activar la neurona izquierda los gusanos se movieran en línea recta (directamente hacia un “objetivo fantasma”), y que al activar la neurona derecha empezaran a moverse de un modo mucho menos predecible (¿aleatoreo?) en búsqueda de un nuevo objetivo¡¡Exactamente lo que ocurrió!!. La imagen de arriba aclara el mecanismo (ASEL: neurona izquierda / ASER: neurona derecha).

El tema de los interruptores biológicos que definen como el comportamiento alterna entre exploración y explotación de oportunidades (de alimentos, de guaridas contra fenómenos climáticos, de objetos o actividades socialmente valoradas que aumentan el atractivo ejercido en el sexo opuesto) me parece especialmente relevante para los estudios en neuroeconomía. Algo de ésto ya fue planteado en referencia al coste de oportunidad, y seguramente tocará abordarlo con más profundidad.