Estudio de la toma de decisiones en un invertebrado : elección del lado de escape ante un estímulo de peligro de aproximación dorsal

• Autores: Molinas, Julieta
• Año de publicación: 2015
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Tomsic, Daniel
• Materia: TOMA DE DECISIONES; LOOMING VISION; CANGREJO; NEOHELICE GRANULATA; NEURONAS DE LA LOBULA; RESPUESTA DE ESCAPE; DECISION MAKING; LOOMING; VISION; CRAB; NEOHELICE GRANULATA; LOBULA NEURONS; ESCAPE RESPONSE
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

La comprensión de las bases neurales de la toma de decisiones es un reto importante en laneurobiología actual. Por la menor complejidad en sus comportamientos y sus cerebros,algunos invertebrados ofrecen buenas oportunidades para identificar e investigar principiosneuronales subyacentes al proceso de toma de decisiones. En el cangrejo Neohelice granulata,por ejemplo, la actividad de neuronas cerebrales individuales frente a estímulos visuales queevocan claras respuestas comportamentales puede ser registrada intracelularmente en elanimal vivo. La presentación de un estímulo looming (imagen de expansión bidimensional correspondientea un objeto que se avecina) desde un costado del animal evoca escapes que de forma muypredecible se realizan con dirección opuesta al estímulo. Sin embargo, ante un objeto que seaproxima exactamente desde arriba o looming dorsal (LD), el animal responde mástardíamente y su dirección de escape hacia uno u otro lado parece ser impredecible. Tanto laimpredictibilidad del comportamiento como el retardo del inicio de la respuesta sugieren unproceso de decisión en la elección por el lado hacia el cual escapar. Esto, conjuntamente conlas posibilidades de indagar en los mecanismos neuronales en que se sostiene al menos partede ese comportamiento, estimularon el desarrollo de un paradigma para el estudio de toma dedecisiones. En el transcurso de esta tesis, hemos desarrollado y luego utilizado tal paradigmapara investigar diversos aspectos del proceso de la elección por el lado de escape que efectúael animal. Los principales resultados muestran: a) una caracterización meticulosa delcomportamiento de elección del lado de escape ante el LD; b) la persistencia en la elección delado en decisiones sucesivas a nivel grupal o individual; c) los efectos de asimetrías visualescontextuales de variables tales como el grado de iluminación, polarización de la luz y formasde objetos, sobre la elección del lado de escape; d) la modificación de la elección por el ladode escape como resultado del aprendizaje (condicionamiento de evitación activa); e) la posibleparticipación de un grupo particular de neuronas del cerebro del animal en el proceso de laelección por el lado de escape. Finalmente, formulamos un modelo sencillo de competenciainterocular para la decisión del lado de escape que conforma y permite interpretar el conjuntode los principales resultados comportamentales y electrofisiológicos que hemos obtenido a lolargo de esta tesis.
Understanding the neural basis of decision-making is an important challenge in today´sneurobiology. For the less complexity of their behavior and brains, some invertebrates offergood opportunities to identify and investigate underlying neural principles of the decision-making process. In the crab Neohelice granulata, for example, the activity of individual brainneurons evoked from visual stimuli that provokes clear behavioral responses, can be registeredintracellularly in the live animal. The presentation of a looming stimulus (two-dimensional image expansion corresponding to anobject approach) from one side of the animal, evokes highly predictable escape runs directlyaway from the stimulus. However, when an object approaches straight from above or dorsallooming (LD), the animal takes longer to respond and the escape direction seems to beunpredictable. Both the unpredictability of the behavior and the delay to respond suggests thatthe escape direction involves a decision making process. This, together with the possibility toinvestigate the neural mechanisms that holds at least part of this behavior, stimulated thedevelopment of a paradigm for the study of decision making. In the course of this thesis, wedeveloped and then used this paradigm to investigate various aspects of the election processfor the side choice made by the animal. The main results show: a) a thorough characterizationof side escape behavior to the LD; b) persistence in choosing side in successive decisions atgroup or individual level; c) the effects of visual contextual asymmetries of different variables (such as the degree of illumination, polarization of light and the shape of objects) on the choiceof side escape; d) modification of the election by the side escape as a result of learning (activeavoidance conditioning); e) the possible involvement of a particular group of neurons of thebrain, during the process of side escape choice. Finally, we formulate a simple model ofinterocular competence for the decision of side escape choice that conforms and allows us tointerpret all the major behavioral and electrophysiological results we have obtained throughoutthis thesis.
Fil: Molinas, Julieta. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.