Nevroetologi: hva er det og hva forsker det på?

Nevroetologi er en vitenskap som er ansvarlig for å studere dyrs atferd fra nervesystemets synspunkt. For å gjøre dette bruker den to vitenskapelige disipliner: nevrobiologi, som studerer organisasjonen og strukturen til nerveceller og deres forhold til atferd; og etologi, vitenskapsgrenen som studerer dyrenes oppførsel i deres naturlige habitat.

I denne artikkelen forklarer vi hva er nevroetologi, hva er dens opprinnelse, så vel som dets mest relevante forskere og de viktigste bidragene til denne disiplinen.

• Relatert artikkel: "Hva er etologi og hva er formålet med studiet?"

Hva er nevroetologi og hva studerer den?

Nevroetologi er en vitenskapelig disiplin som studerer, fra en evolusjonær og komparativ tilnærming, de nevrofysiologiske mekanismene som er involvert i dyrs atferd. Denne relativt nye nevrovitenskapen fokuserer på å anvende strategier for å løse hvilke strukturer og funksjoner i nervesystemet er involvert i utplasseringen av typisk oppførsel av de forskjellige artene dyr.

Som navnet antyder, kombinerer denne disiplinen kunnskapen om nevrobiologi, som studerer funksjon og organisering av cellene i nervesystemet som formidler oppførsel; Y

etologi, den vitenskapsgrenen som handler om å undersøke hvordan og hvorfor dyr oppfører seg slik de gjør.

Den tyske nevrologen Jörg-Peter Ewert, en av pionerene innen nevroetologisk forskning, mener at dette vitenskapen har som mål å prøve å svare på relevante spørsmål, for eksempel hvilke fysiologiske mekanismer som forklarer oppførsel; hvordan denne oppførselen utvikler seg hos dyret; hvordan en viss oppførsel favoriserer tilpasningen av en prøve og dens avkom, eller hva er fylogenetisk historie for en bestemt oppførsel.

Spesialistene innen nevroetologi de bruker dyr med unike evner i sine vitenskapelige studier som kan tjene som en sammenlignende modell når du studerer egenskapene til nervesystemet ditt og hvordan det har kunnet tilpasse seg gjennom utviklingen ontogenetisk (og på fylogenetisk nivå, i alle dets arter) for å kunne vise visse atferd som tilpasser seg sammenhenger spesifikk.

Bakgrunn: Etologi og Tinbergens 4 spørsmål

Som vi har kommentert tidligere, trekker nevroetologi på etologi, som er ansvarlig for å studere dyrs atferd. Et av de største bidragene til denne disiplinen ble gitt i løpet av første halvdel av forrige århundre av den nederlandske zoologen, Nikolaas Tinbergen, ansett som en av sine største eksponenter.

Tinbergen forsto dyrenes oppførsel som stereotype motoriske mønstre som styres både av interne fysiologiske mekanismer og av visse eksterne stimuli. Ifølge ham vil hvert dyr være utstyrt med et strengt begrenset og svært komplekst atferdsmaskineri, som er konstant i en art eller populasjon.

Nøkkelen for Tinbergen, og for etologer generelt, var å svare på spørsmålet om hvorfor dyr oppføre seg som de gjør, og i sin tur prøve å forstå følgende nøkler relatert til sagt spørsmål:

Hva er kontrollmekanismen som ligger til grunn for dyrs atferd?

Svaret på dette spørsmålet ville innebære ta hensyn til interne (hormonelle eller nevrale) og eksterne faktorer (taktile eller visuelle stimuli, s. eks.).

Hvordan oppnås denne oppførselen i den ontogenetiske utviklingen av dyreprøven?

Dette svaret vil bety å spørre om dyrets historie, bestemme mulige genetiske og miljømessige påvirkninger som har favorisert nevnte utvikling.

Hva er den tilpasningsverdien eller overlevelsesverdien til en bestemt oppførsel?

I dette svaret bør aspekter som evolusjonær betydning eller den selektive fordelen med visse dyrs atferd tas i betraktning.

Hvordan har denne oppførselen utviklet seg i løpet av dyreartenes historie?

I dette tilfellet ville svaret være redegjøre for den evolusjonære historien til den aktuelle oppførselen, analysere de evolusjonære faktorene som er nødvendige for utseendet til atferd hos arten.

• Du kan være interessert: "Nevrovitenskap: den nye måten å forstå menneskets sinn"

Bidrag fra nevrobiologi

Nevrobiologi, som studerer de biologiske mekanismene som nervesystemet regulerer atferd, er en annen av de vitenskapelige fagene som nevroetologi får næring fra. Denne vitenskapen skylder hovedsakelig en rekke tekniske og teoretiske fremskritt innen forskning på nervesystemet, som også skjedde i midten av det 20. århundre.

I denne forstand var det flere milepæler som markerte fremveksten av nevrobiologi: utseendet på doktrinen om nevronet av Ramón y Cajal, presentasjonen av Hodgkin og Huxley handlingspotensialmodell, samt utvikling av histologiske, stimulerings-, opptaks- og forbindelsessporingsteknikker nevrale.

Disse fremskrittene gjorde det lettere for Tinbergen å på 1970-tallet be om en syntese mellom etologi og nevrobiologi. å vike for nevroetologi, selv om det først ikke var lett gitt at det var store vanskeligheter med å skaffe metodene egnet for å knytte aktivitetene til individuelle nevroner eller nevrale vev til oppførselen til dyret i dets habitat naturlig.

Endelig, flere forskere fremmet utviklingen av nevroetologi; For eksempel var Erich von Holst, med sin fokale hjernestimuleringsteknikk, i stand til å demonstrere av flere dyreforsøk som stimulering av visse områder av hjernen til kyllinger kan fremkalle mønstre av aggressiv oppførsel; o Karl Von Frisch, Hansjochem Autrum og Ted Bullock, som var pionerer innen forskning på nevrofysiologiske aspekter som ligger til grunn for den spesielle oppførselen til bier, leddyr og fisker.

Undersøkelsene til Jorg-Peter-Ewert

Som vi nevnte i begynnelsen, er Jorg-Peter-Ewert en av de mest forskede forskerne innen nevroetologi. En av hans mest relevante studier ble utført med amfibier, spesielt med eksemplarer av vanlig padde, med sikte på undersøke nevrale mekanismer involvert i den selektive responskapasiteten til disse dyrene.

Den tyske forskeren studerte to typer visuelt kontrollert oppførsel: orientering eller fangst av byttedyr og de som unngås eller rømmer. For å fremkalle fangstresponser brukte han visuelle stimuli som lange, tynne, mørke bjelker. (later som om de er ormer), noe som forårsaket en rask reaksjon i padden når den beveger seg gjennom dens netthinnen.

Så snart to sidefelt ble lagt til stimulansen (i form av et "l"), hadde paddenes angrepsrespons en tendens til å bli hemmet ("ormen" ble en "ikke-orm"). Ganglionceller i dyrets netthinne reagerte på gjenstander med riktig hastighet og form, men de klarte ikke å skille mellom ormen og ikke-ormstimuleringen.

Studien fant at stimulering av en struktur kalt optisk tektum genererte atferdsmønsteret knyttet til paddenes angrepssvar; og på den annen side, gjennom elektrisk stimulering av visse deler av thalamus, fremkalles defensiv flukt og flyrespons.

Denne forskningen er bare ett eksempel på det som en gang var en banebrytende studie som bidro med god innsikt i nevroetologi. For øyeblikket blir dyreoppførsel og nevrale korrelater fortsatt undersøkt hos mange dyrearter: fra aggressiv oppførsel hos fugler, rovdrift hos øgler eller sosial oppførsel hos fugler. primater.

Bibliografiske referanser:

• Ewert, J. P. (1987). Nevroetologi for frigjøringsmekanismer: byttedyr i padder. Behavioral and Brain Sciences, 10 (3), 337-368.
• Pflüger, H. J., & Menzel, R. (1999). Nevroetologi, dens røtter og fremtid. Journal of Comparative Physiology A, 185 (4), 389-392.