Las señales de alarma química detectadas por un tipo de pez juvenil de agua dulce nativo de América Central dan como resultado aumentos notables en ciertas regiones de sus cerebros. Eso es según una nueva investigación realizada por dos académicos de Concordia.

El artículo fue publicado en Proceedings of the Zoological Society por Grant Brown, profesor de biología en la Facultad de Artes y Ciencias, y su ex alumno Braeden Donaldson, MSc 18. En él, escriben que los cíclidos convictos juveniles que están expuestos repetidamente a señales de alarma de alto riesgo durante un período de dos semanas tienen cerebros que son en promedio un 16 por ciento más grandes en comparación con un grupo de bajo riesgo. El crecimiento, señalan, es especialmente notable en regiones específicas del cerebro:el grupo de alto riesgo tenía, en promedio, bulbos olfativos un 20 % más grandes, bulbos ópticos un 21 % más grandes y un hipotálamo un 18 % más grande.

Los investigadores también encontraron que cuando se eliminaron las señales de alarma, los cerebros del grupo de alto riesgo volvieron a tener un tamaño comparable al observado en el grupo de bajo riesgo después de 11 días.

"Sabemos, en base a nuestra investigación anterior, que observaremos cambios en el comportamiento de los peces juveniles después de 14 días de exposición a señales de alto riesgo. El siguiente paso fue ver qué estaba sucediendo en el cerebro", explica Donaldson, quien ahora está cursando su Ph.D. en la Universidad de Victoria. "Queríamos ver si había una respuesta neuroplástica subyacente que se correlacionara con estos cambios de comportamiento. Descubrimos que la había".

El alto coste de la neurogénesis

Los investigadores asignaron aleatoriamente cíclidos de 86 días a uno de dos grupos de tratamiento. Cada grupo constaba de cinco tanques que contenían cardúmenes de 28 peces. Un grupo estuvo expuesto a una solución hecha de piel procesada de cíclidos convictos sacrificados. Este fue considerado el grupo de alto riesgo.

Al igual que muchas otras especies de presas acuáticas, los cíclidos convictos liberan una señal química cuando se daña la piel o las vísceras subyacentes. Esto sirve como una advertencia confiable y honesta de la presencia de una amenaza de depredación. La piel dañada se procesó para crear un extracto de señal de alarma, que provoca un comportamiento antidepredador. El grupo de alto riesgo estuvo expuesto a este extracto tres veces al día durante 14 días, simulando eventos de depredación cercanos. Los investigadores introdujeron una cantidad similar, 10 mililitros, de agua destilada al grupo de bajo riesgo, para controlar la perturbación ambiental. Al final del período de 14 días, se extrajo la mitad de los peces de cada uno de los 10 tanques para su análisis.

Los peces restantes se mantuvieron en sus tanques y no se expusieron a más perturbaciones durante otros 11 días hasta que también se retiraron para su análisis.

Los resultados mostraron que los cerebros de los peces crecen cuando se exponen repetidamente a las señales de depredación, pero se revierten cuando se eliminan esas señales. Los investigadores no pueden determinar si la reversión se debe a una desaceleración del crecimiento del cerebro o si es el resultado de que el resto del cuerpo del pez se recupera ahora que tiene energía extra.

"Habíamos predicho esta reversión porque la neurogénesis, la producción de neuronas en el cerebro que hacen que crezca, es energéticamente muy costosa", dice Brown. Si un animal no necesita producir neuronas extra como mecanismo de supervivencia, usará esa energía para crecer en tamaño, fuerza y ​​madurez sexual. Esto, afirma Brown, sugiere neuroplasticidad reversible. El estudio se suma al trabajo de Brendan Joyce, Ph.D. estudiante en el laboratorio de Brown, que ha mostrado cambios similares en la morfología del cerebro en peces adultos y juveniles de salmón del Atlántico.

“Hace veinte años, los biólogos evolutivos miraban las decisiones de comportamiento y decían:'El animal hará esto o aquello'. Pero es más probable que el caso sea 'el animal puede hacer esto o aquello', dependiendo de las señales ambientales que esté recibiendo", añade Brown. "Las variaciones en el medio ambiente, en la disponibilidad de alimentos, el apareamiento, la depredación, todos estos factores y dan forma a cómo un animal asigna su energía. Y esa es la idea de la plasticidad". + Explora más

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