El montón de ropa de cama de algodón y hámster sube y baja constantemente, como si los dos topillos de la pradera acurrucados debajo respiraran al unísono. En la naturaleza, estas "papas fritas de la pradera" tendrían la suerte de disfrutar unos meses de la compañía de un compañero: su tamaño de bocadillo los hace populares entre las comadrejas, los halcones y las serpientes. Pero aquí, en las jaulas de cría en el Centro Nacional de Investigación de Primates Yerkes de Atlanta, los ratones de campo pueden esperar dos o tres años de feliz convivencia, sacando basura a razón de uno por mes.
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"La vida es buena", dice Larry Young, un investigador de Yerkes que ha estado estudiando topillos durante casi dos décadas. “Tienen un compañero. Materiales de anidamiento. Sin parásitos Toda la comida de conejo que puedan desear.
Los ratones de campo pueden parecer pompones animados con ojos brillantes y vigilantes para usted y para mí, pero Young y sus colegas los ven como la clave para comprender algunos de los impulsos más tiernos y misteriosos de la humanidad: por qué cuidamos a nuestros socios, mimamos a nuestros hijos, incluso lloramos nuestros muertos La palabra "vole" es, después de todo, un anagrama para "amor".
"Mi trabajo se centra en esta pregunta central: ¿por qué interactuamos con los demás de la manera que lo hacemos?", Dice Young. La respuesta, en su opinión, casi siempre se reduce a la neuroquímica, pero no es un tema fácil de estudiar. Los científicos no pueden alterar demasiado el cerebro de los humanos u otros primates vivos, y los muertos no son de mucha utilidad. Muchas investigaciones moleculares de la mente se han centrado, para bien o para mal, en el ratón de laboratorio blanco, pero Young descarta este modelo animal como "una bolsa de mutaciones". Después de un siglo de endogamia para la investigación médica, está demasiado alejado de la naturaleza. .
El topillo está estrechamente relacionado con el lemming y se asemeja a un hámster. (Joel Sartore / National Geographic Creative) 
A diferencia del 97 por ciento de los mamíferos, los topillos son monógamos, formando enlaces que duran mucho tiempo después del apareamiento (a menudo de por vida, aunque sea corto). (Joel Sartore / National Geographic Creative) 
Un ratón de campo de la pradera macho se pega por su compañera, pasando más del 60 por ciento de su tiempo en el nido con los cachorros. (Todd Ahern) 
Larry Young ha estado estudiando topillos durante casi dos décadas. Un trabajo anterior investigó cómo los genes impulsan el comportamiento en los lagartos de cola de látigo. (Cortesía de Larry Young) 
Al estudiar topillos, Larry Young aprendió que solo un puñado de moléculas orquesta nuestras interacciones sociales. (Cortesía de Larry Young) 
Los ratones de campo de la pradera generalmente anidan en madrigueras subterráneas. Cortan el césped en la superficie para crear una red de senderos de dos pulgadas de ancho y hasta 80 pies de largo. (Yva Momatiuk y John Eastcott) 
Los topillos de pradera viven en hábitats de hierba con suelo seco. Abundante basura en el suelo es una ventaja; los topillos lo usan para ocultar su red de senderos. (Yva Momatiuk y John Eastcott) El topillo, estrechamente relacionado con lemmings y que se asemeja a los hámsters, es un tema experimental mucho más nuevo: los primeros topillos de pradera diseñados para poseer genes de otra especie aparecieron en escena solo en 2009. (Brillaban en verde porque estaban marcados con una proteína fluorescente de medusa) pretendía señalar visualmente que la transferencia de ADN había funcionado.) En 2012, los científicos leyeron por primera vez el ADN en el libro de instrucciones genéticas o genoma de los ratones de campo. Y aunque de alguna manera el roedor es una madriguera de dientes afilados como cualquier otro, a veces considerado como una plaga por los jardineros, muestra rasgos sociales que consideramos profundamente humanos.
Lo más notable es que los ratones de campo, a diferencia del 97 por ciento de los mamíferos, son monógamos y forman enlaces que duran mucho tiempo después del apareamiento (a menudo de por vida, aunque sea corto). "El hombre y la mujer se unen, el hombre corteja a la mujer para que entre en celo, y se aparean", explica Young. "Y luego sucede algo en el momento en que se aparean, y en las horas posteriores a eso, para que esos dos animales se hayan unido y quieran permanecer juntos siempre". En lugar de abandonar a los bebés posteriores al destino, los machos se quedan para criarlos. . La mujer claramente espera este seguimiento, tirando de su chico por el cuello si no está haciendo su parte. Y cuando un compañero muere, los ratones de campo experimentan algo parecido al dolor.
Quizás lo más emocionante de todo, desde una perspectiva científica, los topillos de pradera tienen primos casi idénticos llamados topillos de prado que no comparten ninguna de sus tendencias sociales. Al comparar a los fieles roedores con sus promiscuos doppelgängers, Young y sus colegas esperan revelar los circuitos neuronales detrás de las tendencias monógamas del campañol de la pradera. "Los topillos de la pradera anhelan el contacto social, y los topillos de la pradera no", dice Young.
Un "don extraordinario para la ciencia" es cómo Thomas Insel, director del Instituto Nacional de Salud Mental y pionero en estudios de ratones, describe a los bichos. "El experimento ya se hizo por naturaleza", dice. “¿Cuáles son los resultados? ¿Qué se modificó genéticamente en el cerebro para obtener esta diferencia de comportamiento?
Para descubrirlo, Young utiliza un conjunto asombrosamente sofisticado de herramientas biomoleculares, desde la secuenciación genética hasta la transcriptómica.
Pero, ¿podría un animal tan humilde como el campañol de la pradera, reclutado recientemente de las llanuras de Estados Unidos, realmente tener secretos para compartir sobre enigmas humanos como la infidelidad y quizás incluso trastornos sociales como el autismo? Absolutamente, dice Young, quien comenzó su vida como una criatura provincial, nacido "a una milla por un camino de tierra" en la arena y el pinar de Sylvester, Georgia. (Él todavía mantiene una cabaña allí, donde hace que los estudiantes graduados citados se despellejen de cabra y otras prácticas.) Nunca había oído hablar de ADN hasta después de la secundaria. Parte de su interés en el comportamiento de ratones y la estructura del cerebro parece provenir de la curiosidad sobre su propio camino de vida: matrimonio, divorcio, nuevo matrimonio, cinco hijos y una relación amorosa continua con la neurociencia que lo ha llevado lejos de sus raíces rurales.
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El campañol de la pradera llamó la atención de la ciencia por primera vez en la década de 1970, cuando el malogólogo Lowell Getz lanzó un estudio de población de rutina en los campos de alfalfa y pastos de pasto azul cerca de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, donde enseñó en ese momento. Para reducir las temperaturas bajo cero por la noche, él y otros investigadores a veces mantuvieron a Jack Daniel's en el cobertizo del estudio junto con las hojas de datos y otros materiales. El alcohol era para consumo propio de los investigadores; Las pruebas de sabor han demostrado que los ratones de campo de las praderas tienen gusto del licor, y el whisky diluido de hecho puede haber sido un buen cebo.
El maíz partido funcionó bastante bien en las trampas, pero los científicos notaron algo inusual. Los ratones de campo de la pradera aparecían frecuentemente en parejas, a menudo un hombre y una mujer. A veces, los científicos atraparían al mismo dúo nuevamente meses después. Estas parejas representaron alrededor del 12 por ciento de las capturas de ratones de campo adultos, en comparación con solo el 2 por ciento entre otros ratones atrapados. Para averiguar qué pasaba, Getz equipó una docena de parejas de campanas de pradera con collares de radio en miniatura alimentados por baterías de audífonos. Al rastrear sus movimientos a través de la densa hierba, descubrió que 11 de las 12 "parejas" convivían más o menos permanentemente en guaridas subterráneas, un comportamiento casi desconocido entre los roedores. Ambos miembros de la duodécima pareja tenían otras parejas en nidos de amor separados. Getz aparentemente había capturado a los dos a mitad de la cita.
Asombrado, llevó sus hallazgos a Sue Carter, una colega de la Universidad de Illinois que estaba trabajando en endocrinología de hámster. Las hámsters matan y comen rutinariamente a sus parejas sexuales. "Eso es lo que pensé que era normal", recuerda Carter. No estaba preparada para el apego de los topillos a sus parejas, o lo que resultaron ser sesiones de apareamiento duraderas y apasionadas ("Tuvimos que ponerlos en un video de lapso de tiempo. ¡Nadie podía sentarse allí durante 40 horas!").
Pero, ¿qué hace que el apego sea tan fuerte? ¿Cómo exactamente un par forja su vínculo? Carter y otros eventualmente se centraron en la oxitocina mensajera química, también una hormona asociada con la percepción de señales sociales, parto y vinculación materna. Cuando un ratón de pradera hembra recibió una inyección de oxitocina en su cerebro, se acurrucó más con su pareja y formó lazos más fuertes. Se ha encontrado que otra hormona, la vasopresina, relacionada con la territorialidad, promueve la unión de pares en los hombres.
Tal vez, propusieron los investigadores, la evolución se había apoyado en circuitos neuronales bien establecidos. Si las hormonas responsables del comportamiento materno en las mujeres y la territorialidad en los hombres se liberaran durante el sexo, podrían fomentar este nuevo vínculo hombre-mujer. El sexo de ratones de campo de la pradera, por ejemplo, implica una cantidad inusual de estimulación vaginal-cervical, probablemente un comportamiento adaptado que desencadena la liberación de oxitocina normalmente asociada con el parto. En lugar de vincularse con un bebé, la hembra se vincula con su pareja.
Estudios posteriores mostraron que, a diferencia de los topillos de pradera que evitan los enlaces, los topillos de pradera tienen receptores de oxitocina y vasopresina en áreas del cerebro asociadas con la recompensa y la adicción. Los cerebros de los ratones de campo están diseñados para asociar la recompensa del sexo con la presencia de una pareja en particular, al igual que "un adicto aprende una asociación con la parafernalia de drogas cuando se droga, por lo que incluso su pipa de crack se vuelve placentera", dice Young. Él piensa que el estilo de apareamiento cara a cara de los humanos, que resalta las características físicas únicas de un compañero en el momento de la recompensa, probablemente también sirva para consolidar una conexión placentera con un solo individuo.
Los estudios de unión de ratones a principios de la década de 1990 intrigaron a Young, quien había descubierto la biología molecular en la universidad. Después de graduarse, realizó una investigación en un laboratorio de Texas que estudiaba lagartijas cola de látigo que doblaban el género, cuyas hormonas fluctuantes les permitían cambiar entre el comportamiento masculino y femenino. Descubrió que podía cambiar su comportamiento dramáticamente al inyectarles una hormona u otra. Cuando fue a Yerkes, en la Universidad de Emory, tomó varias técnicas que también podrían descifrar la actividad de los genes. En el primer experimento de este tipo en estas criaturas, el equipo de Young colocó un gen de ratón de pradera que codifica un receptor de vasopresina en un virus, y luego inyectó el virus en los centros de recompensa del cerebro del ratón de prado. ¿El punto? Para ver si el ADN alienígena alteraría el comportamiento del campañol del prado. Lo hizo: a medida que los animales crecieron, comenzaron a exhibir comportamientos de unión de parejas. "Transformamos un campo de prado en campo de pradera, conductualmente", dice.
Mucho antes de que comenzara su trabajo en el campo, Young comprendió el poder del vínculo de pareja: se casó con su novia de la secundaria en su cumpleaños número 18. Ahora Young entiende que cualquier vínculo de pareja depende de un conjunto de genes y químicos cerebrales, probablemente trabajando junto con la oxitocina y la vasopresina. Su incursión más reciente se centra en la transcriptómica, un campo centrado en el ARN mensajero, el material genético responsable de transferir la información del ADN de una célula a su maquinaria de producción de proteínas. Mientras que el ADN de cada célula del cuerpo permanece igual, el nivel de proteínas producidas por la traducción de ese ADN cambia de un minuto a otro. El laboratorio de Young está intentando observar cómo fluctúa el ARN mensajero a medida que se forja el misterioso enlace par de campanas de pradera. Los investigadores "sacrifican" a los animales en varias etapas del proceso de unión, luego extraen el ARNm. Si la señal de ARNm indica que los genes están activos durante el apareamiento en los ratones de campo de pradera pero no en los de prado, esos genes se convierten en candidatos para el estudio. "Podemos diseñar experimentos para manipular esos genes", dice Young, "y determinar si están involucrados".
Del mismo modo, está ansioso por ver su genoma de campanilla de la pradera recientemente secuenciado junto con el genoma del campañol de la pradera, para encontrar diferencias dignas de una mayor investigación. El desafío es lograr que las computadoras comparen y contrasten una cantidad tan vasta de información genética.
"Hay 50 años de trabajo por delante y mucho que no sabemos", dice.
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Aquí hay un pequeño y sucio secreto: los topillos de la pradera son socialmente, pero no sexualmente, monógamos. Al igual que con los romances humanos, la unión de parejas no excluye lo que los investigadores llaman infidelidad oportunista, como lo demuestra la duodécima pareja de Getz. Esta infidelidad significa que muchos machos crían crías fuera del nido, y pueden terminar criando accidentalmente a los bebés de otra persona. (Alrededor del 10 por ciento de los jóvenes son de un padre que no es el principal pretendiente de su madre). Y al igual que en el grupo de citas humanas, algunos machos no se vinculan en absoluto. Estos individuos sueltos son conocidos como "vagabundos".
Uno de los reclamos de Young a la fama es señalar una diferencia genética entre los solteros de carrera y los socios devotos. Se encuentra en una porción de un gen del receptor de vasopresina llamado microsatélite, material genético repetitivo que durante mucho tiempo se llamó "ADN basura". Los hombres con una versión larga del microsatélite son enlaces de pares superiores, porque tienen más receptores en ciertos áreas cerebrales, mientras que los hombres con una versión corta pueden permanecer solos.
Una variación similar también puede importar entre las personas. Los investigadores suecos genotiparon a casi 2.000 adultos y les preguntaron sobre las relaciones. Los hombres con dos copias de una versión específica de un gen receptor de vasopresina tenían el doble de probabilidades de informar una crisis en su matrimonio en el último año que los hombres con una o cero copias. Sus socios también expresaron menos satisfacción. Young no ha analizado su propio gen: "No quiero saber", dice.
Lo que sí quiere saber es más sobre lo que hace que los topillos de las praderas sean diferentes entre sí. ¿Pueden las experiencias tempranas de la vida hacer la diferencia? ¿Y podría esa diferencia arrojar luz sobre el comportamiento humano y los trastornos sociales?
Katie Barrett, una estudiante graduada en el laboratorio de Young, se pone varios pares de guantes mientras me lleva a una habitación llena de topillos de adultos. "Son mordedores", dice, a modo de explicación. Los ratones de campo masculinos en la habitación, cada uno deambulando en arenas con cámaras en lugar de jaulas comunes, se encuentran en medio de una prueba de preferencia de pareja, la base de gran parte de la investigación de ratones. Junto con el macho, las hembras con collares de plástico están atadas en los extremos opuestos de cada arena. Una hembra es la compañera del macho, y otra es un completo desconocido. Aunque puede aparearse con ambos, un hombre bien unido debería pasar mucho más tiempo acurrucado con su pareja. Un programa de computadora analiza los movimientos de su pequeño cuerpo regordete, sumando los minutos.
Barrett descubrió que los ratones de campo de bebé aislados de lamer y acicalar a los padres, una interacción conocida por estimular la producción de oxitocina, tienen problemas para unirse con futuros compañeros, pero solo si los ratones de campo aislados también tienen una densidad relativamente baja de receptores de oxitocina en áreas de recompensa cerebro. Ella está llevando a cabo pruebas para descubrir si una droga que aumenta la oxitocina puede proteger el futuro social de los animales descuidados. "¿Puede intervenir temprano en la vida y protegerse contra este resultado?", Pregunta Barrett.
El trabajo anterior había demostrado que los efectos de la oxitocina eran más fuertes en las mujeres que en los hombres, pero en la prueba de hoy, los hombres tratados como cachorros se unen bastante bien. "No esperaba eso", dice Barrett. La liberación de oxitocina al inicio de la vida parece construir un cerebro social más fuerte en ambos sexos.
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Los topillos y, por extensión, la oxitocina, han comenzado a capturar la imaginación de manera más amplia, aunque el resultado a veces es una tontería. Está el libro de autoayuda Make Love Like a Prairie Vole: seis pasos para un sexo apasionado, abundante y monógamo, así como una fragancia llamada "Liquid Trust", un aerosol de oxitocina sintética comercializado tanto para "solteros" como para "vendedores". Por supuesto, Young señala que, incluso si el aerosol funciona (y no dice que lo haga), el usuario inhalaría mucha más hormona que cualquier objetivo potencial: "¿Quién va a terminar confiando en quién?", Se ríe.
Pero algunos usos humanos son bastante serios. Uno de los principales intereses de Young son las terapias para el autismo. "El autismo es un trastorno en el que las señales sociales no son tan destacadas, los niños no están motivados para interactuar con los demás y tienen dificultades para leer las emociones", señala. "Todas estas cosas sociales, la oxitocina parece estimular". La oxitocina sintética, ya administrada por la nariz, se está utilizando en tratamientos experimentales relacionados con el autismo.
Sin embargo, hay buenas razones para tener cuidado con los poderes curativos de la oxitocina. "En mi opinión, no ha habido suficientes datos preliminares de animales", dice Karen Bales, quien estudia el vínculo social en la Universidad de California, Davis, y se preocupa por las consecuencias de exponer los cerebros en desarrollo a la molécula. Bales y sus colegas han descubierto que la exposición a la oxitocina puede inhibir la unión de parejas en la edad adulta, particularmente en ratones de campo masculinos. Y aunque algunos trabajos, incluso en seres humanos, muestran que la molécula puede ayudar a la sociedad, otros encuentran que el efecto depende del individuo y la situación.
"Hay que tener cuidado con la extrapolación prematura", dice Insel, del Instituto Nacional de Salud Mental. "Debes tener mucho cuidado y no asumir que somos muy, muy grandes topillos de pradera".
Menos controvertido, por el momento, es el trabajo de Young en terapia de duelo. Él y un colega alemán estudiaron recientemente lo que sucede cuando los ratones de campo y sus compañeros de vida se separan. En rigurosas pruebas de estrés, incluidas las que arrojaron roedores en un vaso de agua, los que acababan de perder a un compañero lucharon mucho menos que los demás. En cambio, flotaban pasivamente, sin importarles si vivían o morían. De alguna manera, sus síntomas se parecían a la depresión. "Cuando los animales forman este vínculo de pareja, se vuelven adictos a esa pareja, y cuando pierden a la pareja es casi como retirarse de una droga", explica Young. “Es una consecuencia desadaptativa de algo evolutivamente útil. Es la enfermedad del amor.
Cuando los investigadores diseccionaron los cerebros de los animales desconsolados, encontraron niveles elevados de una sustancia química llamada factor liberador de corticotropina, o CRF. Si los receptores químicos de los animales en duelo estaban bloqueados, los ratones de campo se comportaban normalmente, luchando ferozmente por la vida. "Nos ayuda a comprender el neurocircuito que puede estar involucrado en la depresión en general", dice Young.
Él conoce de primera mano el dolor de la separación. Hace aproximadamente una década, su primera esposa, su pareja desde la escuela secundaria, lo dejó y se llevó a sus tres hijos con ella. Durante meses flotó en un vaso metafórico. "Vivía en una casa sin muebles", dice. “Dormí en el colchón de un niño pequeño. Me di cuenta de las consecuencias que ocurren cuando pierdes a alguien que amas, porque lo atravesé. En el momento, cuando lo atraviesas, no piensas en experimentos y cosas, estos impulsos y impulsos simplemente están sucediendo ".
Young ha recuperado su impulso desde entonces. Recientemente fundó el Centro de Neurociencia Social Traslacional en Emory, que se centra en cómo la investigación básica en animales puede informar nuevos tratamientos para los trastornos sociales humanos, y convocó una reunión internacional para investigadores de ratones. Un mapa mundial en la pared de su oficina destaca cuán lejos ha viajado desde su "camino de tierra" de Sylvester. En un viaje loco a Madagascar, él y otros investigadores recolectaron muestras cerebrales de dos especies de chorlitos estrechamente relacionados, otro animal con " amor "en su nombre. Una especie es monógama y la otra no. Young espera comparar su cableado neuronal con el de los topillos.
Quizás lo más significativo es que también se unió nuevamente, esta vez con otro neurocientífico. Durante la cena, él y su compañero discuten los puntos más delicados de su trabajo hormonal y cómo se relaciona con la condición humana. La genética y la química del cerebro pueden dar forma a cada relación, pero no hacen que la magia dure por sí sola. "Todavía tengo que recordar el aniversario", dice. "Todavía tengo que comprar las flores".
