Fisiología Molecular del Comportamiento
Credit Jan Polabinskii
El comportamiento es la expresión final de la actividad cerebral, y entender sus mecanismos representa
todo un desafío para la neurociencia. Nuestro objetivo es entender cómo se regula el comportamiento en
respuesta a estímulos externos e internos, así como su relación con enfermedades neurológicas utilizando
Drosophila como sistema modelo. Nuestro diseño experimental combina tanto técnicas propias de la genética, fisiología y biología molecular como un análisis cuantitativo del comportamiento.
Las dos principales líneas de investigación son:
1. Entender la relación entre los ritmos biológicos de actividad locomotora y la memoria.
El patrón de actividad locomotora de Drosophila se ajusta a los ciclos día/noche gracias a un reloj biológico interno relativamente bien conocido en términos moleculares. Cambios en estos ritmos biológicos (denominados circadianos) causa problemas de sueño, síntomas típicos de diversas enfermedades psiquiátricas y neurodegenerativas. Estas enfermedades también cursan con problemas de memoria y movimiento. Sin embargo, cómo se conecta el reloj circadiano con los centros locomotores y de memoria apenas se conoce en ninguna especie. El alto grado de conservación de los mecanismos reguladores del reloj biológico, de la memoria y del movimiento hacen a Drosophila el sistema modelo perfecto para conocer cómo se relacionan entre sí el ritmo circadiano, la memoria y la actividad locomotora, tanto en condiciones normales como patológicas.
Nuestra estrategia experimental consiste en estudiar el ritmo de actividad locomotora en animales mutantes en genes bien conocidos que sustentan el mecanismo de aprendizaje. Esperamos identificar la jerarquía de procesos celulares y sistémicos que conectan actividad locomotora circadiana y la memoria.
2. Estudiar los mecanismos hormonales que modifican el comportamiento.
El sistema neuroendocrino modifica el comportamiento a través de las hormonas, en parte a través de cambios en la fisiología neuronal. Un ejemplo es la hormona ptth de Drosophila. Esta hormona regula la transición del estado juvenil al adulto, así como un comportamiento innato de respuesta a la luz en el estado juvenil.
Nuestro proyecto busca encontrar comportamientos innatos adicionales regulados por ptth. La estrategia experimental incluye la manipulación controlada en el tiempo de la expresión de ptth y la alteración de su sistema de señalización en neuronas identificadas. Esperamos establecer los mecanismos de una posible conexión funcional entre la señalización dependiente de PTTH y los centros cerebrales que controlan determinados comportamientos innatos.
Las dos primeras fotos muestran la expresión de un gen circadiano (cry) en el cerebro adulto, asi como el aparato que usamos para estudiar la actividad locomotora.
Las dos siguientes son el circuito neuronal de las neuronas ptth y el modelo de acción de ptth en la larva.
A ambos lados se ve la expresión de ptth y de su receptor torso en el cerebro adulto.
