Neuroetologia: co to jest i co bada?

Neuroetologia to nauka odpowiedzialna za badanie zachowania zwierząt z punktu widzenia układu nerwowego. W tym celu wykorzystuje dwie dyscypliny naukowe: neurobiologię, która bada organizację i strukturę komórek nerwowych oraz ich związek z zachowaniem; i etologia, gałąź nauki badająca zachowanie zwierząt w ich naturalnym środowisku.

W tym artykule wyjaśniamy czym jest neuroetologia, jakie są jej początki, a także najważniejsi naukowcy i główny wkład w tę dyscyplinę.

• Powiązany artykuł: „Czym jest etologia i jaki jest jej przedmiot badań?"

Czym jest neuroetologia i czym się zajmuje?

Neuroetologia to dyscyplina naukowa, która bada, z podejścia ewolucyjnego i porównawczego, mechanizmy neurofizjologiczne związane z zachowaniem zwierząt animal. Ta stosunkowo nowa neuronauka koncentruje się na stosowaniu strategii w celu rozwikłania struktur i structures funkcje układu nerwowego są zaangażowane w rozwój typowych zachowań różnych gatunków Zwierząt.

Jak sama nazwa wskazuje, dyscyplina ta łączy w sobie wiedzę z zakresu neurobiologii, którą bada funkcjonowanie i organizację komórek układu nerwowego, które pośredniczą w zachowanie; Tak

etologia, dziedzina nauki zajmująca się badaniem tego, jak i dlaczego zwierzęta zachowują się w ten sposób.

Niemiecki neurobiolog Jörg-Peter Ewert, jeden z pionierów badań neuroetologicznych, uważa, że ​​to nauka ma na celu próbę odpowiedzi na istotne pytania, na przykład o to, jakie mechanizmy fizjologiczne wyjaśniają przeprowadzić; jak to zachowanie rozwija się u zwierzęcia; jak pewne zachowanie sprzyja adaptacji osobnika i jego potomstwa lub jaka jest historia filogenetyczna określonego zachowania.

Specjaliści neuroetologii w swoich badaniach naukowych wykorzystują zwierzęta o wyjątkowych zdolnościach, które mogą służyć jako model porównawczy badając właściwości Twojego układu nerwowego i jego zdolność do adaptacji podczas rozwoju ontogenetyczny (i na poziomie filogenetycznym, we wszystkich jego gatunkach), aby móc wykazywać pewne zachowania, które dostosowują się do kontekstów konkretny.

Tło: Etologia i 4 pytania Tinbergena

Jak już wcześniej skomentowaliśmy, neuroetologia czerpie z etologii, która jest odpowiedzialna za badanie zachowań zwierząt. Jeden z największych wkładów do tej dyscypliny wniósł w pierwszej połowie ubiegłego wieku holenderski zoolog Nikolaas Tinbergen, uważany za jednego z jej największych propagatorów.

Tinbergen rozumiał zachowanie zwierząt jako stereotypowe wzorce motoryczne które są kontrolowane zarówno przez wewnętrzne mechanizmy fizjologiczne, jak i przez określone bodźce zewnętrzne. Według niego, każde zwierzę byłoby obdarzone ściśle ograniczoną i wysoce złożoną maszynerią behawioralną, która jest stała w całym gatunku lub populacji.

Kluczem dla Tinbergena i ogólnie dla etologów była odpowiedź na pytanie, dlaczego zwierzęta zachowuj się tak, jak oni, a następnie spróbuj zrozumieć następujące klawisze związane z powiedzianym pytanie:

Jaki jest mechanizm kontrolny leżący u podstaw zachowania zwierząt?

Odpowiedź na to pytanie sugerowałaby brać pod uwagę czynniki wewnętrzne (hormonalne lub nerwowe) i zewnętrzne (bodźce dotykowe lub wizualne, s. dawny.).

W jaki sposób osiąga się to zachowanie w rozwoju osobniczym osobnika zwierzęcego?

Ta odpowiedź oznaczałaby dociekanie historii zwierzęcia, określenie możliwych wpływów genetycznych i środowiskowych, które sprzyjały wspomnianemu rozwojowi.

Jaka jest wartość adaptacyjna lub przetrwania określonego zachowania?

W tej odpowiedzi należy wziąć pod uwagę takie aspekty, jak znaczenie ewolucyjne lub selektywna przewaga pewnych zachowań zwierząt.

Jak to zachowanie ewoluowało w historii gatunku zwierząt?

W takim przypadku odpowiedź byłaby uwzględnić ewolucyjną historię danego zachowania, analizując czynniki ewolucyjne niezbędne do pojawienia się zachowania u gatunku.

• Możesz być zainteresowany: "Neuronauki: nowy sposób rozumienia ludzkiego umysłu"

Wkład neurobiologii

Neurobiologia, która bada mechanizmy biologiczne, za pomocą których układ nerwowy reguluje zachowanie, to kolejna dyscyplina naukowa, z której czerpie neuroetologia. Nauka ta zawdzięcza swój początek przede wszystkim szeregowi postępów technicznych i teoretycznych w badaniach nad układem nerwowym, które nastąpiły również w połowie XX wieku.

W tym sensie było kilka kamieni milowych, które wyznaczyły rozwój neurobiologii: pojawienie się doktryny neuronu przez Ramóna y Cajala, prezentacja modelu potencjału czynnościowego Hodgkina i Huxleya, a także rozwój technik histologicznych, stymulacyjnych, rejestrujących i łączących nerwowy.

Te postępy ułatwiły Tinbergenowi wezwanie w latach 70. do syntezy między etologią a neurobiologią. ustąpić miejsca neuroetologii, choć początkowo nie było to łatwe, biorąc pod uwagę duże trudności w uzyskaniu metod nadaje się do powiązania aktywności poszczególnych neuronów lub tkanek nerwowych z zachowaniem zwierzęcia w jego środowisku naturalny.

Wreszcie, kilku naukowców promowało rozwój neuroetologii; Na przykład Erich von Holst ze swoją techniką ogniskowej stymulacji mózgu był w stanie zademonstrować kilka osób eksperymenty na zwierzętach, które wykazały, że stymulacja pewnych obszarów mózgu kurcząt może wywołać wzorce agresywne zachowanie; o Karl Von Frisch, Hansjochem Autrum i Ted Bullock, którzy byli pionierami w badaniach nad aspekty neurofizjologiczne leżące u podstaw specyficznego zachowania pszczół, stawonogów i ryby.

Śledztwa Jorg-Peter-Ewert

Jak wspomnieliśmy na początku, Jorg-Peter-Ewert jest jednym z najbardziej przebadanych naukowców w dziedzinie neuroetologii. Jedno z jego najistotniejszych badań zostało przeprowadzone na płazach, a konkretnie na okazach ropuchy szarej, w celu zbadać mechanizmy neuronalne zaangażowane w selektywną zdolność reagowania tych zwierząt.

Niemiecki naukowiec badał dwa rodzaje zachowań kontrolowanych wzrokowo: orientację lub chwytanie ofiary oraz unikanie lub ucieczkę. Aby wywołać reakcje przechwytywania, używał bodźców wizualnych, takich jak długie, cienkie, ciemne paski. (udając robaków), co spowodowało szybką reakcję ropuchy podczas poruszania się przez nią siatkówki.

Gdy tylko do bodźca dodano dwa paski boczne (w kształcie „l”), reakcja na atak ropuchy miała tendencję do hamowania ("robak" stał się "nie-robaczkiem"). Komórki zwojowe w siatkówce zwierzęcia reagowały na obiekty z odpowiednią prędkością i kształtem, ale nie byli w stanie odróżnić bodźca wywołanego przez robaka i innego niż robak.

Badanie wykazało, że stymulowanie struktury zwanej osłoną wzrokową generowało wzorzec behawioralny związany z reakcją na atak ropuchy; z drugiej strony, poprzez stymulację elektryczną niektórych części wzgórza, wywoływane są reakcje ucieczki i ucieczki.

Te badania to tylko jeden z przykładów tego, co kiedyś było pionierskim badaniem, które wniosło wspaniały wgląd w neuroetologię. Obecnie zachowanie zwierząt i jego neuronalne korelaty są nadal badane u wielu gatunków zwierząt: od agresywnych zachowań ptaków, drapieżnych zachowań jaszczurek lub zachowań społecznych ptaków. naczelne ssaki.

Odniesienia bibliograficzne:

• Ewert, J. str. (1987). Neuroetologia mechanizmów uwalniania: chwytanie zdobyczy u ropuch. Nauki behawioralne i mózgowe, 10 (3), 337-368.
• Pflüger, H. J. i Menzel, R. (1999). Neuroetologia, jej korzenie i przyszłość. Journal of Comparative Physiology A, 185 (4), 389-392.