El comportamiento social del pez cebra se vuelve popular Dominio

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palitos de pescado: Un nuevo enfoque de aprendizaje automático «huellas dactilares» identifica 80 dimensiones del comportamiento social del pez cebra.

Los investigadores se esfuerzan por desarrollar mejores técnicas para evaluar el comportamiento social en el pez cebra, estudios no publicados presentados en Neurociencia 2022 En San Diego, California, revelar. Y por una buena razón. Los peces podrían representar aspectos de los genes del autismo a los que es difícil acceder en otras especies, según ha demostrado otro trabajo.

La impresión neta es que, a pesar de su distancia evolutiva de los humanos, el pez cebra puede decir algo significativo sobre el comportamiento social y cómo los genes asociados con el autismo pueden alterarlo.

“Creo que la gente se ha vuelto más abierta a la idea en los últimos años”, dice. Yijie GengInvestigador postdoctoral en Randall PetersonLaboratorio de la Universidad de Utah en Salt Lake City.

El pez cebra es muy sociable, dicen Ging y los otros investigadores que los han estudiado. En la naturaleza, rara vez están solos, prefieren formar agregaciones sueltas de peces llamadas cardúmenes y, a veces, muestran un comportamiento de cardúmenes más estrecho y coordinado.

Un desafío es que registrar manualmente este comportamiento es una tarea tediosa y que requiere mucho tiempo, y la mayoría de las pruebas solo capturan algunos aspectos del comportamiento como máximo. Existen programas para analizar el comportamiento de los peces, pero también tienen limitaciones. «Se clasifica según criterios que son importantes para nosotros, pero no sabemos si son importantes para el pez cebra», dice Geng.

miEntrar en inteligencia artificial. en un póster En la presentación del martes, Geng detalló un programa de aprendizaje automático llamado ZeChat que puede analizar el comportamiento de hasta 80 peces a la vez.

Geng y Peterson sedimentaron pares de larvas de pez cebra en recipientes de 2 cm por 4 cm y los separaron con una pieza transparente de plexiglás que recorría el centro de cada recipiente (ver video arriba). Las cámaras registran a los peces mientras interactúan a través de la barrera, y un algoritmo detecta y califica automáticamente el comportamiento.

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Otros investigadores están desarrollando enfoques utilizando este principio, conocido como aprendizaje profundo no supervisado, para evaluar el comportamiento de otras especies de organismos modelo.

“Una computadora no es un pez cebra, pero la ventaja que tiene sobre un humano es que no distingue entre los detalles”, dice Geng.

El resultado es un mapa de 80 comportamientos diferentes del pez cebra, algunos de ellos, como el número 8, el movimiento de los ojos; nº 36, ajuste postural durante la fase de reposo; y el No. 40, el cambio de la quietud a la actividad en la ventana: los humanos pueden interpretar, mientras que el significado de los demás sigue siendo un misterio.

El algoritmo describe una «huella digital» de comportamiento de 80 dimensiones para cada pez en función de la frecuencia con la que realizan cada uno de los comportamientos.

Geng y Peterson utilizaron ZeChat para evaluar los efectos de 237 fármacos diferentes en el comportamiento del pez cebra de tipo salvaje. Diferentes clases de drogas han producido distintas firmas de comportamiento, y los compuestos con funciones similares producen huellas dactilares similares.

Los investigadores han descubierto que los medicamentos que estimulan un tipo de receptor de dopamina aumentan la comunicación social en los peces. Las drogas hacen que sea más probable que los peces permanezcan cerca de la barrera, golpeen la cola y naden rápidamente, y giren más rápido y con más frecuencia que el pez cebra de control.

Tres fármacos diferentes de esta clase (pramipexol, piripidil y 7-hidroxi-DPAT-HBr) rescatan los déficits sociales en el pez cebra expuesto al fármaco anticonvulsivo ácido valproico, que está asociado con el autismo.

La búsqueda también aparece en un archivo. papel Publicado en bioRxiv en octubre de 2021. Geng tiene como objetivo desarrollar una versión del algoritmo que pueda analizar el comportamiento de dos peces cebra nadando juntos sin una barrera que los separe.

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aEl interés en el comportamiento social del pez cebra está aumentando, y los investigadores también están buscando formas de reducir la cantidad de animales necesarios para los estudios.

Pero los trucos de los investigadores no pueden engañar tan fácilmente al pez cebra, según un estudio no publicado presentado en un póster miércoles. En una versión de un procedimiento llamado prueba de elección abierta de natación libre, el pez cebra en un tanque pasa más tiempo en el extremo más cercano a un pez en un tanque adyacente que en el extremo reflejado.

Nadadores sociales: En una prueba de comportamiento social, el pez cebra de tipo salvaje preferiría pasar tiempo cerca de otro pez en un tanque adyacente que cerca de un espejo.

«Significativamente, nuestro pez prefirió el tipo vivo sobre el espejo», dice. dibujó vilkie, director del programa de neurociencia de la Universidad Christopher Newport en Newport News, Virginia, quien presentó el trabajo. «Prefieren la estimulación de alta resolución».

El equipo de Velkey ​​demostró previamente que el pez cebra prefiere este Nadar cerca de aguas vivas y poco profundas Otro pez cebra no tan cercano es un video de un cardumen o un modelo animado. Incluso el pez cebra hembra puede distinguir entre cardúmenes en los que han estado nadando juntos durante siete días y cardúmenes que se acaban de formar, y prefieren nadar. cerca del anterior.

Los nuevos hallazgos respaldan la idea de que «estos animales son realmente capaces de una discriminación social sutil», dice Velke. Se cree que esta capacidad podría hacer que el pez cebra sea útil para evaluar las alteraciones genéticas relacionadas con el autismo asociadas con sutiles diferencias de comportamiento.

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a Una prueba de estilo libre similar mostró que el pez carecía de un gen asociado con el autismo. GRIN2B Tienen un déficit social, según A.S un póster Enviado el lunes.

Cuando se coloca un pez de tres semanas en un recinto alto con una cámara que contiene otro pez en un extremo y una cámara vacía en el otro, los peces GRIN2B no muestran preferencia por una extremidad u otra. A esta edad, los peces de especies silvestres elegirán pasar la mayor parte de su tiempo en el extremo más cercano a otros peces.

«No hicimos pruebas de comportamiento social antes de tener estos peces», dice. Josías ZodsmaEs un estudiante de posgrado supervisado. lonnie y muth Y el Howard Sirotkin en la Universidad de Stony Brook en Nueva York, quien presentó el trabajo.

Primero, los investigadores realizaron pruebas estándar de locomoción, aprendizaje y respuestas sensoriales con los peces GRIN2B «y no vieron nada. Eran completamente de tipo salvaje», dice Zodesma.

Los ratones que carecen de GRIN2B mueren poco después del nacimiento, por lo que el equipo quedó desconcertado al no encontrar anomalías obvias en el modelo de pez cebra. Pero mientras tanto, los estudios sobre el comportamiento social del pez cebra comienzan a verse mejor.

«Todo esto nos llevó a comenzar a observar el comportamiento social», dice Zodesma.

GRIN2B codifica una parte del receptor NMDA, que participa en la transmisión de señales neuronales excitatorias. Otras subunidades del receptor NMDA parecen estar reguladas al alza en los peces GRIN2B, lo que posiblemente protege a los peces de mostrar otras anomalías. Pero incluso con esta adaptación, no soluciona esto. [social behavior]dice Zodsma.

Además, los peces que carecen de otras subunidades del receptor NMDA no experimentan déficits sociales. «Realmente destaca la especificidad de lo que 2B está haciendo en el desarrollo», dice.

Los resultados fueron demasiado publicado en autismo molecular en septiembre.

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