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Experimento: Adaptación Neuronal

Las neuronas aprenden, y aquí lo descubrirás al examinar la adaptación de una neurona sensorial a un estímulo constante.

Tiempo 45 Minutos
Dificultad Intermedia

¿Qué vas a aprender?

En este experimento tendrás acceso a nuevos equipos científicos, como manipuladores y microscopios, y vas a aprender que las neuronas cambian sus propiedades de respuesta constantemente.

Prácticos Requeridos

  • SpikerBox - Debieras estar familiarizado con el uso de tu SpikerBox.

Equipo


Antecedentes

La distribución espacial de tu cuerpo tiene una relación impresionante con la organización de tu cerebro. Por ejemplo, los receptores del tacto de tus dedos y la palma de la mano hacen sinapsis con neuronas que van a lugares específicos de tu médula espinal...

...que después hacen sinapsis con partes espec�ficas del cerebro hasta la corteza cerebral (la parte "arrugada" del cerebro).

Estos son verdaderos mapas de tu cuerpo, y existen muchos más. Hay mapas para campos visuales, para el oído, la ubicación de tus extremidades, y otros más. Pero, como aprendiste con nuestro experimento de comportamiento humano, con el tiempo tu cuerpo se acostumbra a los estímulos. Probablemente puedas notar la ropa que te pones al momento de hacerlo, pero sin darte cuenta lo ignoras rápidamente, y ya no sientes la presencia constante de ropa sobre tu piel.

Se podría decir que la función principal de una neurona es "aprender", o cambiar sus propiedades de respuesta dependiendo de las condiciones a las que se ve enfrentada.

Tu cerebro aprende, y lo hace muy rápido. Es su función, y es algo que puede ocurrir a largo plazo (como aprender a hablar un nuevo idioma) o a corto plazo (aprender a ignorar un ruido).

Si bien los mecanismos específicos de aprendizaje aún están siendo investigados (por ejemplo, aún no se sabe cómo se almacena la memoria declarativa en el cerebro), nosotros podemos investigar el efecto "adaptativo" de corto plazo con una preparación de una pata de cucaracha.

La cucaracha tiene un sistema periférico, donde la información neural entrante a través de sus extremidades se transmite a su sistema nervioso central de ganglios a lo largo de su cordón nervioso ventral.

Uno podría pensar que la adaptación ocurre a nivel de los ganglios, ¡pero en verdad ocurre en la primera neurona sensorial! Vamos a medir esta adaptación a través de una manipulación muy cuidadosa de los pelos sensitivos de la pata de la cucaracha.

Para este experimento, necesitamos un posicionamiento preciso del mondadientes, y necesitamos también un aumento de microscopio, así que vamos a usar nuestros nuevos inventos, el "Manipulator" y el "SmartScope". Aprovechamos esta instancia entonces para presentar nuestro nuevo dispositivo de electrofisiología, "El Completo"

Video

Procedimiento

1. En este experimento vas a colocar una pata de cucaracha debajo del smartscope. Coloca un pedazo de corcho debajo del lente del microscopio, conecta el extremo RCA de tu cable de electrodo al SpikerBox, y coloca los electrodos en la pata como se ilustra a continuación.

2. Enciende el SpikerBox; como en otros experimentos, debieras oír una fuerte actividad espontánea.

3. Conecta tu cable para Smartphone al SpikerBox y a tu Smarthpone. Nota: puedes separar las señales del SpikerBox para que puedas ver y oír las spikes.

4. Enciende la cámara de tu Smartphone y ponla en modo video.

5. Ahora, coloca un mondadientes en tu Manipulator y úsalo para posicionar el mondadientes sobre una de las púas en la pata de la cucaracha (Nota: puedes tocar las púas manualmente primero para encontrar las más sensibles).

6. Con tu manipulator, toca las púas. Debieras escuchar una gran descarga de spikes que luego de un par de segundos desaparece. Puedes pedirle a un compañero que tome el tiempo, o puedes extraer el audio del video para un análisis más riguroso. Ahora puedes medir el tiempo de adaptación usando nuestro ""Grabadora de Neuronas de Backyard Brains"" un nuevo software que puedes usar como lo hicimos en el video anterior.

7. Repite el experimento con unas cuantas púas. Si analizas el tiempo de adaptación, ¿hay algún cambio entre las distintas púas? Haz lo siguiente: quita el mondadientes e inmediatamente vuelve a tocar la púa. ¿Cambió el tiempo de adaptación?

Preguntas/Tareas

  1. ¿Crees que existan drogas que puedan extender el tiempo de adaptación?
  2. Las púas no son la única parte de la cucaracha sensible al tacto, el exoesqueleto de la pata también responde. Experimenta con distintas partes de la pata y ve si los tiempos de adaptación son distintos.
  3. ¿Cómo que no se puede hacer este experimento a mano alzada? Trata de posicionar el mondadientes con tu mano, y medir el tiempo de adaptación. Debiera ser mucho más largo, ¿se te ocurre por qué?

Agradecimientos

Muchas Gracias a Carlos Burgos Gutiérrez, estudiante de enseñanza media del Liceo Japón en Huasco, Chile, por ayudarnos a recolectar datos preliminares para este experimento.