*Este contenido ha sido elaborado por expertos de la Instituto Weizmann de Ciencias, uno de los centros de investigación básica multidisciplinaria más importantes del mundo en el campo de las ciencias naturales y exactas, ubicado en la ciudad de Rehovot, Israel.
Hace más de dos décadas, investigadores de Instituto Weizmann de Ciencias ellos hicieron un descubrimiento fascinante En lo profundo de los folículos del bigotes ratas, identificó una clase de neuronas sensoriales con un comportamiento completamente desconocido hasta entonces. A medida que los bigotes se mueven constantemente por el aire en un movimiento rítmico, estas neuronas permanecer en silencio hasta el preciso momento en que entra un bigote contacto con un objeto. En ese instante, se activan con una precisión asombrosa.
A diferencia del pelo común, los bigotes de las ratas y otros roedores, como los ratones o hámsteres, están profundamente arraigados folículos especializados lleno de mecanorreceptores: grupos de neuronas que envían señales al cerebro mientras los bigotes exploran el entorno.
Hace más de veinte años, el maestro Satomi Ebara, del Universidad Meiji de Medicina Integrativa en Kioto, Japón, junto con sus colegas, descubierto que los mecanorreceptores vienen en una amplia variedad de tipos, cada uno alojado en su propia capa, tejido y nicho estructural. Sin embargo, se desconocía cómo estas diferencias arquitectónicas afectaban la función de los receptores.
Casi al mismo tiempo, el profesor Ehud Ahissarjunto con Marcin Szwed y el Dr. Knarik Bagdasarian del Instituto Weizmann de Ciencias, descubierto que los mecanorreceptores se dividen en varias clases funcional Un grupo, las neuronas de contacto, Responde sólo al movimiento de contacto.independientemente de si los bigotes tocan un objeto. Otro grupo, llamado neuronas táctiles por los investigadores, sólo se activa cuando el bigotes doblados levemente cuando entra en contacto con un objeto externo; permanece completamente inactivo durante el movimiento de los bigotes.
Como se explicó anteriormente, este descubrimiento del equipo de Ahissar desconcertó a los científicos: ¿cómo puede una neurona Responden exclusivamente a un tipo de información mecánica.?
El nuevo estudio, dirigido por un estudiante de maestría Taiga Muramoto Bajo la dirección de Ebara, el científico que había cartografiado el folículo del bigote más de dos décadas antes, abordó esta cuestión con herramientas modernas. La investigación se llevó a cabo en colaboración con el equipo de profesores. Takahiro Furutadel Universidad de Osaka, y con Ahissar y Bagdasariandel Departamento de Ciencias del Cerebro de Weizmann.
Los científicos descubrieron que el folículo del bigote de la rata contiene todo un conjunto de mecanismos mecánicos primitivos: fuentes de colágeno, compartimentos estratificados, anclajes de membrana i amortiguadores inercialestodo aparentemente esculpido por la selección natural para separar el automovimiento del tacto externo. Estos mecanismos permiten a las ratas detectar incluso el toque más sutil con extraordinaria fidelidad.
El equipo identificó un subtipo diferente al de algunos 50 mecanorreceptores En forma de maza, entre los cientos de receptores que alberga cada folículo, diseñados específicamente para detectar el tacto activo. El microscopía electrónica de barrido reveló que estos receptores están incrustados en una estructura rica en colágeno que los aísla mecánicamente de las vibraciones generadas durante la mezcla.
Uno de los hallazgos más sorprendentes fue que esta estructura de colágeno actúa como un peso suspendido en miniatura dentro del folículo. como en péndulo pesado que estabiliza un edificio durante vientos fuertes, su inercia almohadas el movimiento inducido por la sacudida, asegurando que los receptores respondan sólo al tacto externo genuino.
La función de los mecanorreceptores también está definida por su ubicación única: todos están ubicados en un anillo de una sola capa cerca del centro de masa del folículo, cerca del punto de pivote. en el que gira el bigote. Este punto de apoyo se mueve muy poco durante el movimiento, lo que lo convierte en una ubicación ideal para un detector que debe permanecer estacionario durante el movimiento propio. Al agruparse alrededor de esta área mecánicamente estable, los receptores tipo mazapermanecen inactivos incluso cuando los bigotes se mueven vigorosamente en el aire, pero se activan instantáneamente al tocar un objeto.
Las comparaciones con otras especies muestran que los animales que no dependen de la agitación activa carecen de estos trucos evolutivos. En el gatos, Por ejemplo, los receptores tipo hub se encuentran dentro de un matriz de colágeno más suelta lo que ofrece poco aislamiento mecánico. No están dispuestos en un anillo de una sola capa, confinados al centro de masa del folículo ni protegidos por un peso de colágeno suspendido.
Cada lado del hocico de la rata. contiene aproximadamente 35 bigotes en movimiento cada uno de los cuales transmite información mecanosensorial al cerebro a través de cientos de mecanorreceptores ubicados en su folículo.
las ratas Son más activos en la oscuridad. y dependen del movimiento de sus sensibles bigotes para percibir con precisión su entorno inmediato. Como no tienen una visión nocturna bien desarrollada, La detección basada en bigotes es vital para su supervivencia. – explica Ahissar.
La evolución ha creado una sorprendente convergencia de Biomecánica, arquitectura tisular y procesamiento sensoriomotor. para resolver este desafío fundamental en la percepción táctil activa.
La investigación del profesor Ehud Ahissar cuenta con el apoyo de Magnus Konow en honor a su madre Olga Konow Rappaport.
