Estudio por qué las larvas del pez cebra prefieren girar hacia la izquierda o hacia la derecha, para entender cómo y por qué el cerebro humano codifica la diestro y la zurda.

Ser diestro o zurdo es un hecho bien conocido sobre ti mismo en el que probablemente no piensas mucho en el día a día. Sin embargo, tus manos afectan la forma en que interactúas con el mundo.

Para muchas personas, determina cómo se cepillan los dientes, utilizan herramientas, practican deportes, escriben, comen y mucho más. Simplemente intente disfrutar de un plato de sopa o firmar su nombre con su mano no dominante para comprender el impacto que la preferencia de mano puede tener en su vida diaria.

Curiosamente, esta asimetría conductual no es exclusiva de los humanos. En la mayoría de las especies existen preferencias por utilizar la mano, la pata o el ojo derecho o izquierdo. Por ejemplo, muchas especies de primates tienen preferencias individuales por ser diestros o zurdos para las tareas manuales. De manera similar, diferentes especies de aves tienen diferentes preferencias oculares para diferentes tareas visuales. Incluso el animal vivo más grande, la ballena azul, muestra preferencia por la dirección de sus movimientos mientras se alimenta. Esta característica inherente y a menudo pasada por alto de la asimetría conductual es un fenómeno generalizado en el reino animal.

La universalidad de la asimetría conductual sugiere que es ventajoso tener una mano, un ojo u otra preferencia asignada. Pero depender de una mano para tantas tareas importantes significa que una lesión podría ser devastadora. Esta paradoja plantea una pregunta importante: ¿por qué tomarse de la mano sería mejor para sobrevivir que no hacerlo?

Perspectivas de la “lateralidad” de los peces

Para responder a esta pregunta, los científicos intentaron comprender la genética de las manos. Si bien los estudios genéticos humanos a gran escala han identificado docenas de genes asociados con la lateralidad, los investigadores también han descubierto que la genética por sí sola explica sólo parcialmente si alguien es zurdo o diestro. Esto significa que las asimetrías de comportamiento, como tomarse de la mano, probablemente sean producto de interacciones complejas entre la genética, el desarrollo y el medio ambiente.

Durante los últimos seis años, mi laboratorio de investigación ha estado interesado en comprender la asimetría conductual y cómo esos comportamientos están codificados en el cerebro. Utilizamos principalmente larvas de pez cebra para investigar las bases neuronales de la asimetría del comportamiento. Estos animales tienen cuerpos transparentes y se convierten rápidamente en adultos en tan solo unos días, lo que los convierte en modelos ideales para el estudio. Además, la genética y la estructura del cerebro del pez cebra son muy similares a las del ser humano.

Los peces tienen un patrón de brazos llamado asimetría motora, que implica períodos continuos de giro en la misma dirección. Anteriormente descubrí que cuando la luz está apagada, las larvas del pez cebra comienzan a girar hacia la izquierda o hacia la derecha, a veces durante hasta un minuto o más. Los peces continuarían girando preferentemente en la misma dirección durante horas, días e incluso semanas, en busca de una fuente de luz. Esto significaba que la visión impulsaba su asimetría motora.

El pez cebra facilita la observación de su actividad neuronal. Los ojos están en el lado izquierdo y las neuronas son de color blanco. Instituto Nacional de Sordera y Otros Trastornos de la Comunicación/Flickr, CC BI-NC-SA

Los estudiantes de mi laboratorio registraron la actividad neuronal del pez cebra en respuesta a la pérdida de luz ambiental, un desencadenante de la asimetría motora. Descubrieron que un subconjunto de aproximadamente 60 neuronas en el tálamo (una región del cerebro que se conserva evolutivamente entre los vertebrados y participa en la transmisión de información sensorial) está funcionalmente relacionado con la asimetría motora. La eliminación de estas neuronas eliminó esta asimetría motora, lo que sugiere una posible base neuronal para el establecimiento de asimetría conductual en el cerebro de los peces.

Cuando mi laboratorio repitió nuestros experimentos en cinco especies adicionales de larvas de peces de todo el mundo, encontramos una asimetría motora similar en respuesta a la luz. Al igual que la primacía en los primates, la retención de peces parece ser más la regla que la excepción.

Sin embargo, encontramos una excepción: el tetra mexicano, también conocido como pez de las cavernas. Estos animales se encuentran en ambientes de cuevas perpetuamente oscuros y son naturalmente ciegos. En colaboración con nuestros colegas del Laboratorio Duboue de la Universidad Atlántica de Florida, descubrimos que estos animales no mostraban asimetría motora.

Estos hallazgos sugieren que la naturaleza universal de las asimetrías de comportamiento probablemente sean respuestas clave a los desafíos comunes que enfrentan diversos organismos.

La asimetría conductual puede resolver desafíos

Una lesión en su mano dominante hace más que arruinar su juego de softbol o su último juego de frisbee. La lateralidad se asocia con amplias asimetrías neuronales en el cerebro que están relacionadas con el desempeño en la comprensión del lenguaje y las tareas de memoria de trabajo. Además, tener manos atípicas (como preferir manos diferentes para diferentes actividades) se ha relacionado con una serie de afecciones neurológicas, incluido el autismo y el trastorno por déficit de atención/hiperactividad.

Comprender por qué los animales tienen asimetrías de comportamiento ofrece pistas sobre cómo el entorno afecta funciones cognitivas más amplias. Si los desafíos ambientales realmente impulsan el comportamiento de los brazos, ¿qué problemas resuelve la asimetría motora para los peces?

Los Astianak mekicanus que habitan en la superficie tienen ojos (abajo), mientras que los habitantes de las cavernas no los tienen (arriba). Daniel Castranova/NICHD/NIH vía Flickr, CC BI-NC-ND

En la naturaleza, los animales suelen dar vueltas cuando buscan algo, como una fuente de alimento. Para las larvas del pez cebra, la luz es un recurso importante para su capacidad de ver y capturar presas. Cuando colocamos la fuente de luz en diferentes lugares a su alrededor, las larvas del pez cebra comienzan a dar vueltas para encontrar rápidamente su camino hacia un ambiente iluminado adecuado para la caza. Basándonos en nuestro trabajo, planteamos la hipótesis de que las asimetrías en los peces que les permiten buscar de manera más eficiente operan de manera paralela a otros animales, como los movimientos oculares en las aves o la comprensión del lenguaje en los humanos.

Investigaciones anteriores han demostrado que las asimetrías cerebrales mejoran el rendimiento cognitivo al reducir la competencia entre los dos lados del cerebro. Nuestro trabajo respalda estas hipótesis al mostrar cómo, para el pez cebra, la asimetría motora proporciona una respuesta predeterminada para encontrar luz y capturar eficientemente el refrigerio requerido.

Con la ayuda del brazo de pez, los investigadores están obteniendo una idea más clara de la universalidad de la asimetría conductual y de cómo el entorno puede moldear el cerebro de modo que un brazo, o aleta, proporcione una ventaja en la vida cotidiana.