Mapeo del movimiento corporal

Nuestra vida cotidiana puede verse como una serie de secuencias motoras complejas: rutinas matutinas, tareas laborales o escolares, acciones que tomamos alrededor de las comidas, los rituales y hábitos entrelazados durante nuestras tardes y fines de semana. Parecen casi automáticos, con poco pensamiento consciente detrás de ellos.

En realidad, sin embargo, son el resultado de la miríada de decisiones y ajustes físicos que hacemos en el camino, gracias al procesamiento continuo de la señal en el cerebro que se guía por la información que recibimos a través de nuestros sentidos.

La investigadora de la UC Santa Bárbara, Julie Simpson, está interesada en los procesos que intervienen en estas secuencias motoras complejas, específicamente cómo las señales neuronales se traducen en nuestros comportamientos físicos.

"Todos los días, te levantas por la mañana y decides qué hacer con tu día", dijo Simpson, profesor asistente en el Departamento de Biología Molecular, Celular y del Desarrollo. "Hay muchas cosas que podrías hacer con tus extremidades, que son impulsadas por neuronas motoras, que están controladas por comandos de tu cerebro". Los humanos tienen un amplio repertorio de comportamientos y, a menudo, experimentamos impulsos competitivos.

¿Cómo elegimos qué hacer primero?

Existen muchos desafíos obvios para mapear cómo la actividad del cerebro humano coordina los movimientos físicos, entre los cuales se encuentra la gran complejidad de las redes del cerebro humano.

Afortunadamente, la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster), un organismo modelo para el que tenemos el genoma completo, posee un sistema análogo pero mucho más simple y mucho más manejable. Utilizando moscas de la fruta, Simpson y su equipo de investigación han descubierto mecanismos neuronales que contribuyen a secuencias motoras complejas en el comportamiento de la mosca, específicamente aquellos que gobiernan la preparación, un comportamiento universal de la mosca de la fruta que elimina el polvo del cuerpo con movimientos específicos de las piernas.

Además de aumentar nuestra comprensión fundamental de cómo funcionan nuestros cerebros y cuerpos, los hallazgos, publicados en un artículo en la revista Current Biology, podrían dar una idea de las patologías en la señalización cerebral, como la enfermedad de Parkinson, o con comportamientos obsesivo compulsivos.

Mediante la optogenética (el uso de la luz para activar neuronas específicas) y la luz dirigida y competitiva, los investigadores pudieron apagar y encender pequeños grupos de estas neuronas en los sujetos de la mosca de la fruta para ver qué comportamiento eligió exhibir la mosca. En este caso, la mosca tendría que decidir qué parte limpiar primero cuando se la engaña para creer que todo su cuerpo está cubierto de polvo.