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Neuroetología
Introducción a la Neuroetología
Miguel Escudero
Máster Biología Evolutiva
Universidad de Sevilla
Neuroetología
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¿Qué es la Neuroetología?
Es una ciencia integradora que utiliza la historia naturaly evolutiva de los organismos, el significado adaptativodel comportamiento y los componentes biofísicos ybiomecánicos relevantes para entender los mecanismosneurales que subyacen al control del comportamiento
ISNeuroethology
Neuroetología
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¿Qué es la Neuroetología?
Una aproximación evolutiva y comparada al estudio de los
mecanismos que participan y generan el
comportamiento
60%
40% Etología
Neurobiología
Neuroetología
Etología: Konrad LORENZ
• Interés inicial por la historia natural, la evolución y la paleontología.
• Formación en medicina, anatomía comparada y embriología.
• Discípulo de Oskar Heinroth (comportamientio de ánades).
• Patrones fijos de acción: comportamientos espontáneos, generados internamente.
• El comportamiento no es una cadena de reflejos.
• Modelo psicohidraulico para explicar los comportamientos
espontáneos.
• El comportamiento es un caracter fenotípico heredable con valor
taxonómico y filogenético.
• Impronta social en ánades.
Neuroetología
Etología: Niko Tinbergen
• Patrones de acción fija (Lorenz)
• Estudio de los comportamientos instintivos
• Comportamiento de gaviotas: etograma y patrones de conducta
• Mecanismos liberadores.
• Los cuatro principios del estudio del comportamiento:
– Causas próximas
– Desarrollo
– Evolución
– Función
Neuroetología
• Fisiología comparada
• Biología sensorial
• Audición en peces
• Significado de la danza de las abejas
Etología: Karl Von Frisch
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Neuroetología
Neurobiología: S. Ramón y Cajal
• Las neuronas son unidades morfológicas independientes.
• Las neuronas establecen contactos entre sí.
• Los cuerpos celulares, dendritas y axones son conductores de
información.
• Las neuronas están polarizadas funcionalmente
• Cuando un axón se ramifica, todos las ramas se activan
conjuntamente.
• Los axones se producen durante el desarrollo por crecimiento
neuronal dirigido.
Neuroetología
Avances técnicos relevantes para la
aparición de la Neuroetología
• Técnicas de marcaje neuronal (1900)
• Micro-estimulación eléctrica (1920)
• Trazado de conexiones (1950)
• Biología cibernética/modelado (1950)
• Marcadores anterógrados y retrógrados (1960)
• Registro intracelular/farmacología (1960)
• Técnicas inmunohistoquímicas (1970)
• Registro crónico de la actividad neuronal y el comportamiento (1970)
Neuroetología
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Neuroetología
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Comportamiento
El comportamiento es una actividad o el conjunto de actividades que realiza un
animal
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Actividad
Procambarus clarkii
Haplochromis burtoni
Eingenmannia virescens
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Comportamiento
El comportamiento es la actividad o el conjunto de actividades que realiza un
animal como resultado de una toma continua de decisiones
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Toma continua de decisiones
Ploceus intermedius
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Comportamiento
El comportamiento es la actividad o el conjunto de actividades que realiza un
animal como resultado de una toma
continua de decisiones y que le permite conseguir algún recurso presente o futuro
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Recurso presente o futuro
… cualquier elemento del medio externo necesario
para el individuo, es decir, cualquier elemento que mantiene un estado de equilibrio mental y físico, y que proporciona bienestar al individuo
Merops apiaster Damaliscus korrigum
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Comportamiento
El comportamiento es la actividad o el conjunto de actividades que realiza un
animal como resultado de una toma
continua de decisiones y que le permite
conseguir algún recurso presente o futuro
necesario para su supervivencia genética
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Supervivencia (genética)
Strix nebulosa
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El neuroetólogo unifica ambos abordajes
- Le interesa el comportamiento natural
- Le interesa el funcionamiento del sistema
nervioso que produce ese comportamiento
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Neuroetología
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�eurofisiólogo Etológo
Estudia nervios, células y sistemas
nerviosos
Estudia comportamientos, actos y a
los organismos como actores
Laboratorio Campo
Experimentación Observación
Control "Natural"
Análisis Síntesis
Causas internas Patrones externos
Fenómenos próximos Fenómenos últimos
¿Cómo? (mecanismos) ¿Por qué? y ¿Para qué? (evolutivo)
Ama las máquinas y el orden Ama la naturaleza (y sus desórdenes)
Visten batas y corbatas Visten pantalones con rodilleras
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Implicaciones del pensamiento
etológico sobre la comprensión del sistema nervioso
1.El comportamiento refleja laactividad del sistema nervioso
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Patrones de acción fija
• Innatos:‘Erbkoordination‘: coordinación heredada
• Estereotipados y fijos
• Típicos de cada especie
• Una vez liberado por el estímulo signo no se detienen
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Patrones de acción fija (PAF)
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Estereotipia
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Estímulos signo
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Estímulos signo
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Estímulos signo
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Sistema nervioso y comportamiento
Alerta
Inhibición
Biorritmos
Hormonas
Entrada
sensorialEstímulo
signo
Mecanismo
Liberador
Innato
Salida
motora
Patrón de
Acción
Fija
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Modelo Hidráulico de Lorenz
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2. El abordaje evolutivoy comparado
Implicaciones del pensamiento
etológico sobre la comprensión del sistema nervioso
Neuroetología
El sistema nervioso se ha seleccionado a partir de
los comportamientos que produce
Planteamiento evolutivo
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La evolución actúa sobre el sistema nervioso seleccionando comportamientos
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¿Por qué no son más diferentes los
sistemas nerviosos?
Neuroetología Neuroetología
El cerebro varía con el tamaño del cuerpo y cerebros mayores tienen
más número de neuronas. La densidad neuronal disminuye con eltamaño y crece la proporción de células gliales.
Neuroetología Neuroetología
Mientras que el cerebro de los roedores incrementa en tamaño
exponencialmente con el número de neuronas, en primates varialinealmente, la densidad neuronal se mantiene constante y la relaciónglía/neurona no aumenta con el tamaño del cerebro
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Neuroetología
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1. El sistema nervioso ha evolucionado
como un sistema plurifuncional
• Pequeñas modificaciones o elementos nuevos permiten hacer comportamientos diferentes
• No se eliminan los anteriores por lo que se acumulan circuitos superpuestos
• Todos los circuitos son necesarios para realizar cada comportamiento
Neuroetología
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Neuroetología
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MacLean (1967)
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Capacidad para modificar su estructura interna
Cambios en el medio externo modifican el
comportamiento
2. El sistema nervioso ha evolucionado
como un sistema plástico
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Neuroetología
Walter Rudolf HessErich von Holst
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Neuroetología
Theodore Holmes
“Ted” Bullock
Walter Heiligenberg
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Jörg-Peter Ewert
Neuroetología
Franz Huber
Neuroetología
Peter R. Marler
Neuroetología
Donald R. Griffin