Neuroetologi: hvad er det, og hvad forsker det i?

Neuroetologi er en videnskab, der er ansvarlig for at studere dyrs adfærd set fra nervesystemets synspunkt. For at gøre dette bruger den to videnskabelige discipliner: neurobiologi, der studerer organisation og struktur af nerveceller og deres forhold til adfærd; og etologi, den gren af ​​videnskaben, der studerer dyrs adfærd i deres naturlige habitat.

I denne artikel forklarer vi hvad er neuroetologi, hvad er dens oprindelse såvel som dens mest relevante forskere og de vigtigste bidrag til denne disciplin.

• Relateret artikel: "Hvad er etologi, og hvad er dens formål med at studere?"

Hvad er neuroetologi, og hvad studerer den?

Neuroetologi er en videnskabelig disciplin, der fra en evolutionær og komparativ tilgang studerer de neurofysiologiske mekanismer, der er involveret i dyrs adfærd. Denne relativt nye neurovidenskab fokuserer på at anvende strategier til at fjerne hvilke strukturer og nervesystemets funktioner er involveret i udbredelsen af ​​typiske adfærd hos de forskellige arter dyr.

Som navnet antyder, kombinerer denne disciplin viden om neurobiologi, som studerer funktion og organisering af cellerne i nervesystemet, der formidler opførsel; Y etologi, den gren af ​​videnskaben, der beskæftiger sig med at undersøge, hvordan og hvorfor dyr opfører sig som de gør.

Den tyske neurovidenskabsmand Jörg-Peter Ewert, en af ​​pionererne inden for neuroetologisk forskning, mener, at dette videnskab har til formål at forsøge at besvare relevante spørgsmål, såsom hvilke fysiologiske mekanismer der forklarer adfærd; hvordan denne adfærd udvikler sig hos dyret hvordan en bestemt opførsel favoriserer tilpasningen af ​​en prøve og dens afkom, eller hvad er den fylogenetiske historie for en bestemt opførsel.

Specialisterne i neuroetologi de bruger dyr med unikke evner i deres videnskabelige studier, der kan tjene som en sammenlignende model når du studerer egenskaberne ved dit nervesystem, og hvordan det har været i stand til at tilpasse sig gennem hele udviklingen ontogenetisk (og på fylogenetisk niveau i alle dets arter) for at kunne vise visse adfærd, der tilpasser sig sammenhænge bestemt.

Baggrund: Etologi og Tinbergens 4 spørgsmål

Som vi tidligere har kommenteret trækker neuroetologi på etologi, som er ansvarlig for at studere dyrs adfærd. Et af de største bidrag til denne disciplin blev leveret i den første halvdel af sidste århundrede af den hollandske zoolog, Nikolaas Tinbergen, der blev betragtet som en af ​​dens største eksponenter.

Tinbergen forstod dyrs opførsel som stereotype motoriske mønstre der styres både af interne fysiologiske mekanismer og af visse eksterne stimuli. Ifølge ham ville hvert dyr være udstyret med et strengt begrænset og meget komplekst adfærdsmaskineri, der er konstant i en art eller population.

Nøglen for Tinbergen og for etologer generelt var at besvare spørgsmålet om, hvorfor dyr opføre sig som de gør, og prøv igen at forstå følgende nøgler relateret til nævnte spørgsmål:

Hvad er kontrolmekanismen bag dyreopførsel?

Svaret på dette spørgsmål ville antyde tage hensyn til interne (hormonelle eller neurale) og eksterne faktorer (taktile eller visuelle stimuli, s. eks.).

Hvordan opnås denne adfærd i den ontogenetiske udvikling af dyreprøven?

Dette svar ville betyde at undersøge dyrets historie, bestemmelse af de mulige genetiske og miljømæssige påvirkninger, der har begunstiget den nævnte udvikling.

Hvad er den adaptive værdi eller overlevelsesværdien af ​​en bestemt adfærd?

I dette svar skal aspekter som den evolutionære betydning eller den selektive fordel ved visse dyrs adfærd tages i betragtning.

Hvordan har denne adfærd udviklet sig i løbet af dyrearternes historie?

I dette tilfælde ville svaret være redegøre for den evolutionære historie for den pågældende adfærd, analysere de evolutionære faktorer, der er nødvendige for udseendet af adfærd hos arten.

• Du kan være interesseret: "Neurovidenskab: den nye måde at forstå det menneskelige sind på"

Bidrag fra neurobiologi

Neurobiologi, som studerer de biologiske mekanismer, hvormed nervesystemet regulerer adfærd, er en anden af ​​de videnskabelige discipliner, hvorfra neuroetologi næres. Denne videnskab skylder sin oprindelse hovedsageligt en række tekniske og teoretiske fremskridt inden for forskning i nervesystemet, som også fandt sted i midten af ​​det 20. århundrede.

I denne forstand var der flere milepæle, der markerede stigningen i neurobiologi: udseendet af doktrinen om neuronen af ​​Ramón y Cajal, præsentationen af Hodgkin og Huxley-handlingspotentialemodellen samt udvikling af histologiske, stimulerings-, optagelses- og forbindelsessporingsteknikker neurale.

Disse fremskridt gjorde det lettere for Tinbergen at opfordre i 1970'erne til en syntese mellem etologi og neurobiologi. at vige for neuroetologi, selvom det i starten ikke var let, da der var store vanskeligheder med at opnå metoderne velegnet til at relatere aktiviteterne i individuelle neuroner eller neurale væv til dyrets opførsel i dets habitat naturlig.

Langt om længe, adskillige forskere fremmede udviklingen af ​​neuroetologi; For eksempel var Erich von Holst med sin fokale hjernestimuleringsteknik i stand til at demonstrere af flere dyreforsøg, der stimulering af bestemte områder af kyllingens hjerne kunne fremkalde mønstre af aggressiv adfærd o Karl Von Frisch, Hansjochem Autrum og Ted Bullock, som var pionerer inden for forskning i de neurofysiologiske aspekter, der ligger til grund for den specifikke opførsel af bier, leddyr og fisk.

Undersøgelserne af Jorg-Peter-Ewert

Som vi nævnte i starten, er Jorg-Peter-Ewert en af ​​de mest forskede forskere inden for neuroetologi. En af hans mest relevante undersøgelser blev udført med padder, specielt med prøver af den fælles padde, med det formål at undersøge neurale mekanismer involveret i disse dyrs selektive reaktionskapacitet.

Den tyske videnskabsmand studerede to typer visuelt kontrolleret adfærd: dem med orientering eller fangst af bytte og dem der undgås eller undslipper. For at fremkalde fangstsvar brugte han visuelle stimuli som lange, tynde, mørke søjler. (foregiver at være orme), hvilket forårsagede en hurtig reaktion i tudsen, når den bevæger sig gennem dens nethinder.

Så snart to sidebjælker blev føjet til stimulus (i form af et "l"), havde paddenes angrebssvar tendens til at blive hæmmet ("ormen" blev en "ikke-orm"). Ganglionceller i dyrets nethinde reagerede på genstande med den rigtige hastighed og form, men de var ude af stand til at skelne mellem orm og ikke-orm stimulus.

Undersøgelsen viste, at stimulering af en struktur kaldet optisk tektum genererede det adfærdsmønster, der var forbundet med tudens angrebssvar; og på den anden side fremkaldes defensiv flugt og flyrespons gennem elektrisk stimulering af visse dele af thalamus.

Denne forskning er kun et eksempel på, hvad der engang var en banebrydende undersøgelse, der bidrog med stor indsigt i neuroetologi. På nuværende tidspunkt undersøges dyreadfærd og dets neurale korrelater stadig i adskillige dyrearter: fra aggressiv opførsel hos fugle, rovdyrs opførsel af firben eller social opførsel af primater.

Bibliografiske referencer:

• Ewert, J. P. (1987). Neuroetologi af frigivelsesmekanismer: byttefangst i padder. Behavioral and Brain Sciences, 10 (3), 337-368.
• Pflüger, H. J., & Menzel, R. (1999). Neuroetologi, dens rødder og fremtid. Journal of Comparative Physiology A, 185 (4), 389-392.