Enfriamientos de núcleos telencefálicos para testear la relación de escalas temporales en un modelo de canto de aves - Goldin, Matías Alejandro (2013)
En este trabajo estudiamos los mecanismos neuronales en el cerebro de lasaves involucrados en la generación de los gestos motores del canto. Exploramoseste sistema utilizando herramientas de análisis experimentales, teóricasy computacionales. La naturaleza del control telencefálico sobre los circuitos premotores ymotores se encuentra en debate. Las hipótesis de funcionamiento van desdela usurpación completa de circuitos a los que conecta “río abajo” (downstreamen inglés) a mecanismos interactivos de control. En este trabajo, mostramosteórica y experimentalmente, que el control motor telencefálico del canto encanarios (Serinus canaria) es consistente con una estrategia interactiva. Utilizamos predicciones de un modelo teórico de control respiratorio, paramostrar que el enfriamiento leve de un núcleo del telencéfalo (HVC) conllevaal estiramiento en el canto, pero que un enfriamiento adicional causa lareestructuración progresiva del mismo. Esto es consistente con la hipótesisde que los gestos respiratorios son respuestas subarmónicas a una escala detiempo presente a la salida de HVC. Construimos un dispositivo enfriador que nos permitió realizar un enfriamientocontrolado, local y bilateral de la zona del cerebro donde se encuentrael HVC. Logramos medir simultáneamente el canto y la presión dentro de lossacos aéreos, para diferentes temperaturas de enfriamiento de este núcleobilateral. Como resultado obtuvimos estiramientos y luego rompimientos delas estructuras silábicas del canto, lo cual sugiere la existencia de al menosuna escala temporal adicional en la ruta motora, que interactúa con la quese halla en HVC. Encontramos también evidencia en los patrones de presión de canarios dela existencia de bifurcaciones que ocurren naturalmente entre transiciones dedistintos tipos de sílabas. Estas pudieron ser interpretadas como modificacionessuaves de dos parámetros que describen la actividad de HVC en nuestromodelo interactivo, y una de ellas pudo ser manipulada con enfriamiento. La interacción entre una función motora vital, como la respiración, y elcontrol motor del telencéfalo sobre el canto sugiere la existencia de mecanismos más generales de cómo la integración no lineal de estructuras cerebralesevolutivamente nuevas con los circuitos preexistentes dan lugar a comportamientosnuevos y diversos. Estos resultados ayudan a construir confianza en un punto de vista queconsidera la actividad motora generada por el sistema del canto como elresultado de al menos dos escalas de tiempo no lineales interactuando, y sugierenque la diversidad puede surgir de cambios suaves en instrucciones muysencillas.