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Buenos Aires » Infobae
Fecha: 25/10/2025 04:38
Científicos en una isla desierta: (de izq. a der.) Chen Cohen, Dr. Saikat Ray, Dr. Avishag Tuval, Prof. Nachum Ulanovsky y Shaked Palgi (Instituto Weizmann) *Este contenido fue producido por expertos del Instituto Weizmann de Ciencias, uno de los centros más importantes del mundo de investigación básica multidisciplinaria en el campo de las ciencias naturales y exactas, situado en la ciudad de Rejovot, Israel. A unos 40 kilómetros al este de la costa de Tanzania, en África Oriental, se encuentra la isla Latham, un pedazo de tierra rocoso, completamente aislado y deshabitado, del tamaño de siete campos de fútbol. Fue en este improbable trozo de tierra donde los investigadores del Instituto Weizmann de Ciencias registraron, por primera vez, la actividad neuronal de los mamíferos en estado salvaje. En su estudio, publicado en Science, el equipo utilizó un pequeño dispositivo para registrar, a nivel de neuronas individuales, la actividad cerebral de los murciélagos frugívoros mientras volaban alrededor de la isla. Los científicos descubrieron que la “brújula” neuronal de los murciélagos es global: proporciona información direccional estable en toda la isla y no depende de la Luna ni de las estrellas. Muchas especies comparten la capacidad conductual de orientarse utilizando una “brújula interna”, y es muy posible que los humanos dependan del mismo mecanismo neuronal que se estudió en estos murciélagos. En 2018, el profesor Nachum Ulanovsky, del Departamento de Ciencias del Cerebro de Weizmann, emprendió una búsqueda mundial de un entorno natural que le permitiera estudiar la navegación de los mamíferos en estado salvaje. “Buscaba un área lo suficientemente grande como para liberar murciélagos y observar su navegación, pero no demasiado extensa, sin árboles altos y aislada del resto del terreno, para poder recapturarlos fácilmente y recuperar las grabaciones de su actividad cerebral”, explica Ulanovsky. Murciélago frugívoro egipcio en acción (Yuval Barkai/Instituto Weizmann) “Podrías pensar que hay innumerables islas adecuadas, pero incluso después de una búsqueda sistemática por todo el mundo, no pudimos encontrar la correcta. Noche tras noche, moví el cursor por Google Earth, buscando una isla en medio del océano. Una noche, amplíé una región que ya había escaneado y, de repente, descubrí la isla Latham”. ¿Qué se lleva un neurocientífico a una isla desierta? Ulanovsky y su equipo trajeron elementos de acampada, instrumental de comunicación por satélite y una gran cantidad de aparatos científicos, todo ello enviado desde Israel a Tanzania. Contrataron a pescadores locales para que les proporcionaran alimentos y los transportaran de ida y vuelta a la isla. “La isla está cerca del ecuador; durante el año hay dos estaciones secas con un clima generalmente agradable”, explica. Comenzamos nuestra expedición en febrero de 2023, cuando se esperaba que las condiciones climáticas fueran agradables. Tras alquilar un edificio en el instituto veterinario central de Tanzania, lo renovamos e instalamos un laboratorio. Seleccionamos seis murciélagos frugívoros locales de la misma especie que habíamos estudiado previamente en Israel y les implantamos diminutos dispositivos que registran la actividad cerebral y transmiten su ubicación mediante GPS. Se trata del dispositivo más pequeño de su tipo en el mundo, desarrollado específicamente para este estudio. Profesor Nachum Ulanovsky, del Departamento de Ciencias del Cerebro de Weizmann, investigador de la brújula neuronal de los murciélagos en la isla Latham, Tanzania (Captura de video/ Instituto Weizmann) Después, navegamos hacia la isla. Desafortunadamente, el ciclón Freddy, el ciclón tropical de mayor duración jamás registrado, seguía azotando la isla a unos 1500 kilómetros al sur, generando fuertes vientos en la isla e impidiendo que los murciélagos volaran durante la primera semana. Finalmente, el tiempo mejoró y comenzamos el experimento. En nuestro segundo viaje, en 2024, el clima fue mucho más benigno y no encontramos tormentas. La expedición, dirigida por Shaked Palgi, el Dr. Saikat Ray y el Dr. Shir Maimon del laboratorio de Ulanovsky, permitió primero que los murciélagos se aclimataran a su nuevo entorno en una tienda de vuelo. Posteriormente, cada murciélago fue liberado para volar solo durante 30 a 50 minutos cada noche. Mientras los murciélagos volaban, los investigadores registraron la actividad de más de 400 neuronas en las profundidades de sus cerebros, en regiones conocidas por su participación en la orientación. Descubrieron que cada vez que los murciélagos volaban con la cabeza apuntando en una dirección particular (por ejemplo, el norte), un grupo único de neuronas se activaba, creando una “brújula interna”. La orientación mediante neuronas direccionales ya se había observado en el laboratorio, pero esta fue la primera evidencia de que también ocurre en la naturaleza. Cuando los investigadores analizaron las grabaciones de diferentes partes de la isla, descubrieron que la actividad de las células de orientación de la cabeza era consistente y fiable en toda la isla, lo que permitía a los murciélagos orientarse en una amplia área geográfica. (izq.) Prof. Nachum Ulanovsky, Shaked Palgi, Dr. Saikat Ray, Dra. Liora Las y Dr. Avishag Tuval (Instituto Weizmann) “Una de las grandes preguntas en la navegación de los mamíferos es si las células que orientan la cabeza funcionan como una brújula local o global”, explica Ulanovsky. “En otras palabras, ¿un grupo determinado de células siempre apunta en la misma dirección (por ejemplo, el norte) o toda la brújula se reorienta según el entorno local? Descubrimos que la brújula es global y uniforme: independientemente de dónde se encuentre el murciélago en la isla y de lo que vea, células específicas siempre apuntan en la misma dirección: el norte se mantiene norte y el sur se mantiene sur. También observamos que cuando un murciélago se desplazaba de la costa oeste de la isla a la costa sur, el cambio de dirección de la costa no alteraba la brújula. Además, la brújula se mantenía fiel incluso cuando los murciélagos volaban a diferentes velocidades y altitudes”. La siguiente pregunta fue en qué información se basa la brújula de los murciélagos. Sabemos que muchas aves migratorias utilizan el campo magnético terrestre, cuya dirección es uniforme, al igual que una brújula artificial. Sin embargo, esto no parecía ocurrir con los murciélagos. “Durante sus primeras noches en la isla, la actividad neuronal de la brújula no era muy estable”, afirma Ulanovsky. “Observamos un proceso de aprendizaje gradual hasta que, para la tercera noche, la orientación de la brújula de los murciélagos se volvió muy estable. Este aprendizaje no concuerda con el uso del campo magnético, que había estado presente desde la primera noche". El experimento comprobó que la brújula interna se estabiliza tras varios días de aprendizaje en el entorno natural Otra forma de orientarse en el espacio es basándose en puntos de referencia del entorno, como los edificios altos de una gran ciudad. “Nuestros hallazgos sugieren que esta es la posibilidad más probable, y se ajusta a la necesidad de conocer un nuevo entorno durante varios días”, afirma Ulanovsky. “Todo entorno natural está lleno de puntos de referencia que se pueden ver, oler o escuchar. La topografía de la isla Latham incluía acantilados y grandes rocas que podrían servir como guías de navegación. En los murciélagos frugívoros, la vista es el sentido dominante y el de mayor alcance, por lo que asumimos que dependen principalmente de la visión. A diferencia de la navegación basada en campos magnéticos, un sistema que depende del aprendizaje de puntos de referencia requiere cálculos neuronales complejos, en parte porque solo algunos de ellos son visibles desde un punto determinado. Precisamente por eso, usar este sistema requiere varios días de aprendizaje, o incluso varias noches”. ¿Podrían los murciélagos, al igual que los humanos y otros animales, también mirar hacia arriba y orientarse utilizando el Sol, la Luna y las estrellas? Los cuerpos celestes son señales inestables: aparecen, se mueven y desaparecen, por lo que su uso para la orientación es complejo. Estudios de laboratorio habían demostrado previamente que los objetos en movimiento que se asemejan a los cuerpos celestes pueden afectar la actividad de las células que orientan la cabeza en el cerebro de los mamíferos, pero cuando los investigadores registraron la actividad de estas células en murciélagos que volaban en libertad antes y después de la salida de la luna, no detectaron ningún cambio. Asimismo, la brújula interna de los murciélagos se mantuvo estable y precisa independientemente de si la Luna y las estrellas eran visibles o estaban ocultas por las nubes. La isla Latham está ubicada a más de 40 kilómetros de la costa de Tanzania y con una superficie aproximada de 0,05 kilómetros cuadrados (Instituto Weizmann) “Descubrimos que la Luna y las estrellas no son esenciales para la orientación de los murciélagos”, afirma Ulanovsky. “Aun así, es posible que su brújula integre señales celestes con puntos de referencia locales. El ángulo de los cuerpos celestes con respecto a un animal no depende de su ubicación exacta, por lo que estos cuerpos pueden servir para calibrar la brújula. Por ejemplo, en su primera noche en un entorno nuevo como la isla Latham, los murciélagos podrían comparar la posición de los puntos de referencia con la de los cuerpos celestes, obteniendo una “verdad absoluta”, lo que aceleraría enormemente el aprendizaje y estabilizaría la brújula”. Las células de orientación cefálica son el mecanismo de navegación más básico en los mamíferos, y aparecen en la etapa más temprana del desarrollo cerebral tras el nacimiento. Además, se conservan evolutivamente y se encuentran en especies que van desde moscas hasta roedores y murciélagos. “Hasta hace poco, una persona incapaz de orientarse no habría sobrevivido”, afirma Ulanovsky. “Incluso hoy, poder orientarse puede ser una salvación. Estudiar la orientación en mamíferos nos ayuda a plantear hipótesis sobre cómo funcionan los mecanismos de orientación en el cerebro humano y cómo pueden verse alterados, por ejemplo, en enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer. Si bien nuestro laboratorio en el Instituto Weizmann ofrece condiciones que simulan entornos naturales, incluyendo grandes salas de vuelo y un túnel para murciélagos de 200 metros de longitud, incluso estas configuraciones carecen de la complejidad de la naturaleza. Hasta hace poco, estudiar la actividad cerebral en condiciones naturales era imposible; nuestra capacidad para finalmente hacerlo ahora se debe en parte a los avances tecnológicos y a la miniaturización”. La isla Latham fue elegida por su aislamiento y geografía ideal para el experimento científico (Instituto Weizmann) En promedio, un murciélago frugívoro en estado salvaje vuela unos 50 kilómetros cada noche. “Por supuesto, realizar investigaciones en la naturaleza es complejo e impredecible”, añade Ulanovsky. “Por ejemplo, tuvimos que pedirle a una compañía de satélites comerciales que desplazara ligeramente su satélite para poder tener recepción en la isla. A pesar de los desafíos, nuestros hallazgos demuestran que no hay sustituto para probar el conocimiento de laboratorio en el mundo real. Esperamos que nuestro estudio anime a otros grupos, en neurociencias y otras áreas, a llevar su investigación del laboratorio a la naturaleza”. También participaron en el estudio la Dra. Liora Las, Yuval Waserman, Liron Ben-Ari, el Dr. Tamir Eliav, el Dr. Avishag Tuval y Chen Cohen del Departamento de Ciencias del Cerebro de Weizmann; el Dr. Julius D. Keyyu del Instituto de Investigación de Vida Silvestre de Tanzania; el Dr. Abdalla I. Ali de la Universidad Estatal de Zanzíbar; y el Prof. Henrik Mouritsen de la Universidad Carl von Ossietzky, Oldenburg, Alemania. El Prof. Nachum Ulanovsky ocupa la Cátedra Barbara y Morris L. Levinson de Investigación Cerebral y dirige el Centro Zuckerman de Investigación sobre Aprendizaje, Memoria y Cognición. Su investigación cuenta con el apoyo del Centro Irene y Jared M. Drescher de Investigación sobre Salud Mental y Emocional y de Dita y Yehuda L. Bronicki. La Cátedra de Investigación en Neurociencia de la Fundación Ben B. y Joyce Eisenberg apoya a un científico del laboratorio del Prof. Ulanovsky.
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