Cuando el hambre cambia nuestra forma de reaccionar al peligro
Hoy está bien establecido que nuestro estado nutricional no solo determina nuestro apetito, sino que también puede influir en otros tipos de decisiones, como la toma de riesgos. Por ejemplo, tener hambre puede impulsar a actuar de manera más audaz, incluso en contextos riesgosos. Pero los mecanismos mediante los cuales señales internas como el hambre o la sed modifican nuestro cerebro y nuestros comportamientos siguen siendo poco comprendidos.
Para avanzar en esta comprensión, los científicos deben ser capaces de mapear las conexiones entre las neuronas del cerebro, registrar su función e interacciones y ver cómo son moduladas por señales internas como las hormonas circulantes o las moléculas liberadas en el cerebro según el estado del organismo. Y luego medir el impacto de estas variaciones en el comportamiento. Estudiar esto directamente en el cerebro de mamíferos es muy complejo y carecemos de dispositivos experimentales.
La dieta influye en el comportamiento de la mosca de la fruta
Para sortear estos obstáculos, los científicos, en un artículo publicado en la revista Nature Communications, eligieron un modelo mucho más simple, la Drosophila melanogaster o mosca del vinagre y más precisamente su larva, cuyo cerebro compacto es muy accesible, permitiendo el estudio detallado de los circuitos neuronales.
Utilizando un mapa que representa la totalidad de las conexiones entre todas las neuronas del cerebro de la larva de Drosophila obtenido a partir de imágenes de microscopía electrónica, los científicos pudieron identificar las neuronas que transmiten la información sobre el estado interno (como el hambre) de aquellas que controlan los comportamientos defensivos, como el sobresalto o la huida.
Gracias a una técnica de imagen que permite seguir, en la larva viva, la actividad de las neuronas, pudieron mostrar que esta está influenciada por el estado alimentario: cuando las larvas están hambrientas, la actividad de las neuronas que desencadenan el sobresalto disminuye, mientras que la de las neuronas que favorecen la huida aumenta.
Este cambio hace que las larvas sean más propensas a huir que a sobresaltarse, mostrando que su estado interno orienta su estrategia frente al peligro.
Los científicos también mostraron que esta modulación está parcialmente regulada por neuropéptidos, es decir, pequeñas proteínas producidas por las neuronas que sirven para transmitir información de una neurona a otra, homólogos del neuropéptido Y implicado en el comportamiento alimentario en mamíferos, incluido el ser humano.
Manipulando la actividad de estas neuronas, los científicos pudieron poner en evidencia cambios claros en el comportamiento de las larvas. Esto también muestra que algunas neuronas, organizadas en circuitos de inhibición recíproca (donde las neuronas se inhiben mutuamente), son capaces de combinar información proveniente del entorno y del estado interno del organismo para arbitrar entre diferentes comportamientos. Esta organización permite al cerebro elegir de manera flexible la respuesta más adaptada a la situación del momento.
En conjunto, este trabajo permitió descifrar a escala molecular y celular cómo el hambre puede influir en comportamientos sin vínculo directo con la alimentación.