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Domingo, Julho 3, 2022

Cientistas surpresos ao descobrir recursos flexíveis de tomada de decisão em um worm com apenas 302 neurônios – ScienceDaily

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Como um animal toma decisões? Os cientistas passaram décadas tentando responder a essa pergunta concentrando-se nas células e conexões do cérebro que podem estar envolvidas. Os cientistas da Salk estão adotando uma abordagem diferente – analisando o comportamento, não os neurônios. Eles ficaram surpresos ao descobrir que os vermes podem levar em consideração vários fatores e escolher entre duas ações diferentes, apesar de terem apenas 302 neurônios em comparação com aproximadamente 86 bilhões em humanos.

As descobertas, publicadas em Biologia Atual em 7 de março de 2022, têm implicações importantes para a maneira como os pesquisadores avaliam a motivação e as habilidades cognitivas em animais. Além disso, o estudo demonstra que capacidades complexas de tomada de decisão podem ser codificadas em pequenas redes biológicas e artificiais.

“Nosso estudo mostra que você pode usar um sistema simples como o worm para estudar algo complexo, como a tomada de decisão direcionada a objetivos. Também demonstramos que o comportamento pode nos dizer muito sobre como o cérebro funciona”, diz o autor sênior Sreekanth Chalasani, professor associado no Laboratório de Neurobiologia Molecular de Salk. “Mesmo sistemas simples como worms têm estratégias diferentes, e eles podem escolher entre essas estratégias, decidindo qual delas funciona bem para eles em uma determinada situação. Isso fornece uma estrutura para entender como essas decisões são tomadas em sistemas mais complexos, como humanos. “

Seja comendo presas ou defendendo sua fonte de alimento, o verme predador Pristionchus pacificus depende da mordida. O desafio da equipe era determinar as intenções do verme quando ele morde.

Os pesquisadores descobriram que P. pacificus escolhe entre duas estratégias de forrageamento para morder sua presa e concorrente, outro verme chamado Caenorhabditis elegans: 1) estratégia predatória, em que o objetivo de morder é matar a presa, ou 2) estratégia territorial, em que morder é usado para forçar C. elegans longe de uma fonte de alimento. P. pacificus escolhe a estratégia predatória contra as larvas C. elegans, que é fácil de matar. Em contraste, P. pacificus seleciona a estratégia territorial contra o adulto C. elegansque é difícil de matar e supera P. pacificus por comida.

Para a equipe, parecia que P. pacificus pesou os custos e benefícios de vários resultados potenciais de uma ação – comportamento que é familiar em vertebrados, mas inesperado em um verme.

“Os cientistas sempre assumiram que os vermes eram simples – quando P. pacificus mordidas pensávamos que era sempre para um propósito predatório singular”, diz a primeira autora Kathleen Quach, pós-doutoranda no laboratório de Chalasani. “Na verdade, P. pacificus é versátil e pode usar a mesma ação, mordendo C. elegans, para atingir diferentes objetivos de longo prazo. Fiquei surpreso ao descobrir que P. pacificus poderia alavancar o que parecia ser uma predação fracassada em uma territorialidade bem-sucedida e direcionada a objetivos.”

No futuro, os cientistas gostariam de determinar qual dos P. pacificus‘ os cálculos de custo-benefício são rígidos ou flexíveis. Eles esperam que mais pesquisas como essa ajudem a descobrir ainda mais os fundamentos moleculares da tomada de decisões.

A pesquisa foi apoiada pelo National Institutes of Health (5R01MH113905), a WM Keck Foundation, a National Science Foundation, Salk Women & Science e uma bolsa de pós-doutorado da Fundação Paul F. Glenn.

Fonte da história:

Materiais fornecido por Instituto Salk. Nota: O conteúdo pode ser editado para estilo e duração.



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