Las moscas tienen los sentidos en alerta aún mientras duermen

“En las moscas de la fruta, que tienen más en común con nosotros de lo que se piensa, hemos descubierto que una región del cerebro dormido permanece despierta para procesar los olores”, reveló Alice French, una de las especialistas que integran el equipo de trabajo del Imperial College de Londres que detectó que las moscas de la fruta reaccionan a los olores incluso mientras descansan.

Los científicos han rastreado la capacidad de las moscas para interpretar información mientras duermen, mostrando qué partes del cerebro permanecen “despiertas”.

El estudio, publicado en la revista Nature, es el primero en mostrar cómo el cerebro de un animal procesa subconscientemente información sobresaliente que requiere interpretación, como los olores.

Mientras dormimos, podemos reaccionar a dos tipos de estímulos. La información cuantitativa, como un ruido fuerte o un golpe, no requiere un procesamiento especial para despertarnos. Sin embargo, la información cualitativa o destacada requiere que hagamos algún procesamiento subconsciente; por ejemplo, si alguien está hablando, ¿está diciendo nuestro nombre? ¿O es nuestro bebé llorando? Para las moscas de la fruta se ha definido todo el conectoma, el mapa de las neuronas y sus conexiones en el cerebro, lo que permite a los investigadores por primera vez determinar qué partes del cerebro están involucradas en el procesamiento subconsciente más destacado.

Mantenerse alerta

French, la primera autora de la investigación, perteneciente al Departamento de Ciencias de la Vida del Imperial College, indicó que “el sueño te pone en una posición vulnerable, como estar en riesgo de depredación. Por lo tanto, los animales, incluidos los humanos, deben poder responder a las amenazas potenciales para que se despierten y actúen. Si es un sonido, como un fuerte estallido, el procesamiento que nuestro cerebro necesita hacer es relativamente simple. Sin embargo, para decodificar activamente los sonidos y olores que nos rodean y que pueden o no ser relevantes para nosotros, diferentes partes del cerebro deben permanecer alerta. Ahora, en las moscas de la fruta, que tienen más en común con nosotros de lo que se piensa, hemos descubierto que una región del cerebro dormido permanece despierta para procesar los olores”.

El equipo probó la respuesta de las moscas de la fruta bien alimentadas y descansadas a docenas de olores. Los investigadores pudieron probar miles de moscas usando su configuración de etoscopio, donde los insectos se colocan individualmente en tubos y se monitorean mediante un sistema de cámara automático. Una vez que el sistema detecta que una mosca está dormida, se libera una bocanada de olor y el sistema registra si la mosca responde.

Luego, el equipo rastreó las neuronas involucradas con marcadores fluorescentes, siguiendo la cadena de neuronas resaltadas desde las antenas (la nariz de la mosca) hasta la región del cerebro involucrada en la regulación del sueño. Pudieron confirmar sus conclusiones encendiendo y apagando algunas de las neuronas resaltadas, lo que afectó la capacidad de las moscas para detectar olores.

Los investigadores también llevaron su estudio más allá, preguntándose si la respuesta de las moscas a la información destacada era fija o plástica. ¿Sería distinta en diferentes circunstancias? En los humanos, esto se observa, por ejemplo, cuando las personas duermen en un lugar desconocido, haciéndolas más sensibles a los estímulos externos mientras duermen.

El investigador Giorgio Gilestro, del Departamento de Ciencias de la Vida del Imperial College, también activo participante de la investigación, afirmó: “El sueño siempre es una compensación: mientras se duerme, se es vulnerable a los depredadores y no se puede recolectar comida ni aparearse, por lo que debe ser importante, pero no sabemos exactamente por qué”. Si bien todos los animales duermen, su carácter difiere en todo el reino animal.

“Las moscas de la fruta son los sujetos de estudio ideales porque exhiben comportamientos complejos -continúa Gilestro-, incluido el sueño, pero tienen cerebros relativamente simples, lo que nos permite investigar las raíces de este comportamiento común. Sin embargo, incluso en las moscas de la fruta, diferentes especies tienen diversos niveles de sueño y vigilia. Investigar cómo los distintos animales equilibran sus necesidades puede ayudarnos a determinar la función fundamental del sueño”.

El equipo ahora está observando de cerca las especies relacionadas a la mosca de la fruta para determinar cómo su ecología, lo que comen y dónde viven, afecta su respuesta a los estímulos mientras duermen. Esto debería permitirles rastrear la evolución del fenómeno, al ver cómo se mantiene en todas las especies.

Para las moscas, los investigadores cambiaron varios factores que pensaron que podrían afectar su respuesta a los olores, incluida la inanición durante el día, la falta de sueño y la embriaguez. Las moscas borrachas y privadas de sueño respondían menos en general a los olores, pero las moscas hambrientas respondían más específicamente a los olores relacionados con los alimentos.

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