La integración de rutas es el método que se cree que utilizan los animales para la navegación a estima .
Charles Darwin postuló por primera vez un sistema de navegación basado en la inercia en animales en 1873. [1] Los estudios que comenzaron a mediados del siglo XX confirmaron que los animales podían regresar directamente a un punto de partida, como un nido, en ausencia de visión y teniendo emprendió un tortuoso viaje hacia el exterior. Esto muestra que pueden usar señales para rastrear la distancia y la dirección con el fin de estimar su posición y, por lo tanto, cómo llegar a casa. Este proceso se denominó integración de ruta para capturar el concepto de integración continua de señales de movimiento a lo largo del viaje. La manipulación de señales inerciales confirmó que al menos una de estas señales de movimiento (o idiotéticas ) es información de los órganos vestibulares , que detectan el movimiento en las tres dimensiones . Otras señales probablemente incluyen propiocepción (información de músculos y articulaciones sobre la posición de las extremidades), eferencia motora (información del sistema motor que le dice al resto del cerebro qué movimientos fueron ordenados y ejecutados) y flujo óptico (información del sistema visual que indica qué tan rápido el mundo visual pasa más allá de los ojos). Juntas, estas fuentes de información pueden indicarle al animal en qué dirección se mueve, a qué velocidad y durante cuánto tiempo. Además, la sensibilidad al campo magnético de la Tierra para los animales subterráneos (por ejemplo, la rata topo ) puede facilitar la integración de trayectorias. [2]
Los estudios en artrópodos , más notablemente en la hormiga del desierto del Sahara ( Cataglyphis bicolor ), revelan la existencia de mecanismos de integración de trayectorias altamente efectivos que dependen de la determinación del rumbo direccional (mediante luz polarizada o la posición del sol) y cálculos de distancia (mediante el monitoreo del movimiento de las piernas o de la óptica). fluir). [3]
En los mamíferos, tres descubrimientos importantes arrojan luz al respecto.
La primera, a principios de los años 1970, es que las neuronas de la formación del hipocampo , llamadas células de lugar , responden a la posición del animal.
La segunda, a principios de la década de 1990, es que las neuronas de las regiones vecinas (incluido el tálamo anterior y el postsubículo ) , llamadas células de dirección de la cabeza , responden a la dirección de la cabeza del animal. Esto permite un estudio mucho más detallado de la integración de trayectorias, ya que es posible manipular la información del movimiento y ver cómo responden las células de dirección del lugar y de la cabeza (un procedimiento mucho más simple que entrenar a un animal, que es muy lento).
El tercer hallazgo fue que las neuronas de la corteza entorrinal dorsomedial , que suministra información a las células de lugar del hipocampo, se activan de forma métricamente regular en toda la superficie de un entorno determinado. Los patrones de actividad de estas celdas de la cuadrícula se parecen mucho a una hoja de papel cuadriculada organizada hexagonalmente y sugieren un posible sistema métrico que las celdas de ubicación pueden usar para calcular distancias. Queda por ver si las celdas de lugar y de cuadrícula realmente calculan una señal de integración de ruta, pero existen modelos computacionales que sugieren que esto es plausible. Ciertamente, el daño cerebral en estas regiones parece afectar la capacidad de los animales para integrarse en el camino.
David Redish afirma que "Los experimentos cuidadosamente controlados de Mittelstaedt y Mittelstaedt (1980) y Etienne (1987) han demostrado de manera concluyente que esta capacidad [integración de caminos en mamíferos] es una consecuencia de la integración de señales internas de señales vestibulares y copia eferente motora". [4]