¿Qué investigamos en el IIBCE? Los peces eléctricos

Has leído bien, peces eléctricos, el modelo de estudio de varios proyectos de investigación que se realizan en nuestro instituto. Uno de ellos, es parte de la tesis de doctorado de Carolina Pereira, quien forma parte de un grupo de investigación a cargo del Dr. Ángel Caputi que intenta descifrar cómo se procesa la “imagen eléctrica**” en el cerebro de estos animales acuáticos.

Ser eléctrico en estos peces, significa que emiten una descarga eléctrica en el agua y generan un campo eléctrico, con corrientes eléctricas asociadas.
¿Mucha electricidad? No tanta. La suficiente para poder comunicarse con el medio.

foto gymnotus

Gymnotus, carapo, un eléctrico navegante

Si hay un cambio en las corrientes eléctricas en el agua, por ejemplo en presencia de un objeto, los peces saben cómo interpretar la información. Con este sistema sensorial único, reciben una “imagen eléctrica”* y detectan por ejemplo, el tamaño, la forma y la cercanía de un objeto, lo que les permite evadir a los predadores o encontrar su alimento.

De alguna manera estos animales pueden ver a través de la piel y esto es posible porque allí poseen electro-receptores, células especializadas en detectar cambios en las corrientes transcutáneas. éste fenómeno se llama electrorecepción*.
En el IIBCE, hace años se investiga cómo funciona este sistema a nivel de la piel. Y ahora Carolina, está embarcada en el fascinante mundo cerebral; su viaje consiste en intentar descifrar cómo se codifican las características de los objetos en las neuronas.

Mediante experimentos que pueden parecer sencillos pero llevan mucho tiempo y dedicación, registra la actividad de las neuronas en lóbulo eléctrico del pez, la primera zona donde comienza el proceso. Como en toda investigación, necesita comparar lo que sucede en presencia y ausencia de un objeto, para detectar los cambios.
¿Y qué mide exactamente? El potencial de eléctrico y el voltaje, términos eléctricos si los hay. En particular, mide los cambios en el potencial eléctrico que resultan de la actividad de las neuronas. Con estos datos, puede dilucidar la actividad de una sola neurona y un conjunto específico de neuronas, de gran valor en la aventura por descifrar cómo funcionan las neuronas, los circuitos neuronales y en definitiva, el cerebro de los peces ¡y el nuestro!

Gymnotus omarorum, la especie de estudio. Cuentan que se la bautizó como “omarorum” en honor a los “Omares” del instituto (Omar Macadar y Omar Trujillo-Cenoz), quienes fueron los primeros en estudiar a este pez en nuestro instituto.

En palabras de Carolina: “Los registros extracelulares de la descarga de las neuronas nos permitirán analizar la relación entre la entrada y la salida de cada célula. Conociendo el estímulo externo (la imagen eléctrica) y la actividad neuronal, se podría establecer el código neuronal que los vincula.”

Las cruzadas en biología son largas. Como en toda ciencia, cada respuesta trae más preguntas y nuevos desafíos de investigación. El trabajo de Carolina es un aporte más al conocimiento del sistema nervioso, cuyas aplicaciones futuras son tal vez inimaginables. A modo de ilustración podemos ver una en concreto, en el vídeo que cierra esta nota: “Los Ángel Robots”.


Navegación con sentido eléctrico o electrolocación

Un dato interesante
Hasta hace poco tiempo, el registro de la actividad eléctrica se hacía con dos electrodos  y los datos de diferencia de potencial se obtenían por un canal a la vez. Hoy los registros se realizan con un multielectrodo, qu en el caso de ésta investigación implica tener 16 canales a la vez registrando datos. De esta amanera, se puede ver la actividad de varias neuronas de forma simultánea y observar si están correlacionadas y así, intentar establecer circuitos.

Enlaces
El sentido eléctrico, una primera aproximación.
¿Dónde viven los peces eléctricos?

*La imagen eléctrica:
Es el cambio en el patrón de corrientes transcutáneas provocado por la presencia de un objeto en el campo eléctrico. Esto constituye  un cambio en el estímulo percibido por los electroreceptores.
La imagen eléctrica de un objeto ubicado en el entorno cercano de un pez eléctrico depende de las características físicas del objeto (su tamaño, su forma y su impedancia eléctrica), de su posición respecto al cuerpo del pez y de las propiedades del campo eléctrico que lo “ilumina”.

*La electrorecepción
La electrorecepción permite a los peces que poseen sentido eléctrico, percibir campos eléctricos a través de electro-receptores en la piel, que detectan las corrientes eléctricas transcutáneas.
En éstos peces la electrorecepción es activa, pues poseen un órgano especializado, llamado órgano eléctrico, que emite una descarga y genera un campo eléctrico portador de señales sensoriales.
La presencia de objetos en el entorno del animal, introduce deformaciones del campo eléctrico asociado a la descarga del órgano eléctrico,  lo cual permite al pez detectar, discriminar, reconocer y localizar dichos objetos.

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