Para regular nuestra temperatura corporal sudamos o temblamos y buscamos lugares con temperaturas que nos resulten cómodas. Los peces también utilizan esta última estrategia y en su cerebro tienen lugar procesos que también desempeñan un papel en nuestra termorregulación, según muestra un estudio. Esto sugiere que el «sistema de termostato» básico en el cerebro surgió temprano en la evolución, dicen los científicos.
Algunos valores son óptimos para las funciones del organismo, pero a temperaturas extremas existe incluso peligro para la vida. Por eso todos los animales han desarrollado estrategias para regular su temperatura corporal cuando sea necesario. Son especialmente importantes para animales que tienen la misma temperatura, porque ciertos valores son importantes para su metabolismo óptimo: en nuestro caso 37 grados centígrados. Para mantenerlas a la misma temperatura, los seres vivos utilizan diferentes mecanismos: desprenden el exceso de calor mediante enfriamiento por evaporación o la dilatación de los vasos sanguíneos de la piel. Sin embargo, los temblores o el aumento del ardor provocan un calentamiento si es necesario. También hay ajustes de comportamiento: se buscan lugares fríos o calientes. Esta es también la única posibilidad de adaptación disponible para los animales de sangre fría, como los peces, cuya temperatura corporal se adapta a los valores ambientales. Buscan lugares lo más cercanos posible a su «temperatura de confort».
Examinando el cerebro de los peces
Los neurocientíficos ya han descubierto mucho sobre el sistema de termostato en el cerebro de las criaturas mantenidas a la misma temperatura. Ahora un grupo de investigación de la Universidad Técnica de Múnich (TUM) y de la Universidad de Bonn también se ha dedicado a estudiar los mecanismos en animales de sangre fría. «Nos preguntamos hasta qué punto reconocen las condiciones óptimas de temperatura a través de mecanismos cerebrales similares a los humanos y cómo estos les ayudan a encontrar la temperatura ambiental adecuada», dice la coautora Ilona Grunwald Kadow, de la Universidad de Bonn.
Como modelo, los científicos eligieron un pez de acuario que ya ha proporcionado mucha información sobre los mecanismos neurológicos: el pez cebra. Es especialmente adecuado para ello porque sus crías son transparentes. Esto le permite examinar sus cerebros a medida que están expuestos a ciertos estímulos o muestran diferentes comportamientos. Esto es exactamente lo que hicieron los investigadores en este caso. “Los peces analizados fueron modificados genéticamente para producir un tinte en sus células nerviosas. Esto provocó que las neuronas se activaran cuando estaban activas. De este modo pudimos observar bajo el microscopio qué regiones del cerebro estaban activas en ese momento”, explica Grunwald Kadow.
En sus experimentos, los investigadores primero hicieron fluir agua alrededor de los peces, cuya temperatura aumentaba o disminuía a medida que avanzaba el flujo. “Pudimos demostrar que los peces prefieren una temperatura de 25,3 grados. Tan pronto como hacían más frío o más calor unas décimas de grado, empezaban a buscar un lugar más cómodo”, dice la primera autora Virginia Palieri de TUM. Los investigadores pudieron ver lo que estaba sucediendo en el cerebro de los peces a partir de las señales luminosas asociadas con la actividad neuronal. Se encontró que dos regiones se activan en respuesta a temperaturas adversas: el área preóptica del hipotálamo (PoA) y la habénula dorsal.
Mecanismo cerebral similar al nuestro.
Esto pareció confirmar la hipótesis de los investigadores. Los mamíferos, como los humanos, también tienen un PoA y su función en la termorregulación ya se conoce: “Incluso en estos organismos mucho más desarrollados, esta región del cerebro es responsable de la regulación de la temperatura. Vigile las medidas autonómicas como la sudoración o los temblores musculares”, dice Kadow. En el caso de los peces, el PoA aparentemente es responsable de detectar desviaciones de la temperatura objetivo, como pudieron demostrar los investigadores en otros experimentos: «Si desactivamos el PoA en los animales, no se produjo ningún comportamiento de búsqueda, incluso cuando había diferencias mayores en comparación a la de una temperatura agradable”, explica Palieri.
Aunque el PoA asume funciones ligeramente diferentes, los investigadores concluyen que es una especie de «termostato» básico en el cerebro animal. Dado que los peces son un grupo antiguo de animales que también representan a los ancestros lejanos de los mamíferos, esto lleva a una pista interesante: el sistema termostático básico en el cerebro aparentemente surgió temprano en el curso de la evolución, dicen los científicos.
Pero ¿qué pasa con la actividad de la habénula en los peces que se ha identificado? El equipo pudo demostrar que esta región del cerebro aparentemente funciona como una especie de sistema de navegación cuando los peces buscan temperaturas favorables. Esto se debe a que aparentemente lo utilizan para recordar en qué parte del acuario han encontrado valores agradables y luego nadan allí específicamente cuando es necesario. «Con su sistema de navegación, los animales pueden orientarse de manera muy eficiente y encontrar rápidamente el camino de regreso al lugar con la mejor temperatura», explica el autor principal Ruben Portugues de TUM. Sin embargo, cuando los investigadores comprometieron la función de esta región del cerebro, los peces perdieron esta capacidad.
Los investigadores ahora planean investigar más a fondo: quieren arrojar más luz sobre cómo funciona la memoria y el sistema de navegación sorprendentemente desarrollados del pez cebra.
Fuente: Universidad de Bonn, artículo especializado: Current Biology, doi: 10.1016/j.cub.2023.12.030
