Integració de ruta

L'integració de ruta suma els vectores de distància i direcció recorreguts des d'un punt d'inici a fi d'estimar la posició actual, i per tant, el camí de tornada a l'inici.

La integració de ruta és el método que es considera que utilisen els animals per a la navegació per estima.

Història

Charles Darwin inicialment va postular en 1873 un sistema de navegació en animals basat en l'inèrcia. Els estudis escomençats a mitan de el XX varen confirmar que els animals podien retornar directament a un punt de partida, com un niu, en absència de visió i havent mamprés un complicat viage cap a l'exterior. Açò mostra que poden utilisar pistes o indicis per a dur un seguiment de la distància i direcció a fi d'estimar la seua posició; i per això, per a cóm aplegar a casa. Este procés va ser denominat integració de ruta per a capturar el concepte d'integració contínua de pistes de moviment a lo llarc del viage. La manipulació de pistes inerciales va confirmar que a lo manco una d'estes pistes de moviment (o idiotéticas) és informació provinent dels òrguens vestibulars, els quals detecten moviments en les tres dimensions. Atres pistes són provablement la propriocepción (informació procedent de músculs i articulacions sobre la posició de les extremitats), la eferencia motora (informació procedent del sistema motor que li indica al restant del cervell quins moviments varen ser ordenats i eixecutats), i el fluix òptic (informació del sistema visual que indica cuán ràpit s'està movent el món visual a través dels ulls). Estes fonts d'informació en el seu conjunt poden indicar a un animal en quina direcció s'està movent, a quina velocitat, i per quant temps. Per una atra part, la sensibilitat al camp magnètic de la terra en els animals subterràneus (p. eix., la rata de talp) pot proporcionar integració de ruta.

Mecanisme

Els estudis en artròpodes, més notablement en la formiga del desert del Sàhara (Cataglyphis bicolor), revelen l'existència de mecanismes d'integració de ruta altament eficaces que depenen de la determinació del rumbo direccional (per mig de llum polarisada o o la posició del sol) i estimacions de distància (monitoreando el moviment de les pates o el fluix òptic).

En els mamífers, tres descobriments importants varen donar llum sobre este assunt.

El primer, a principis de la década de 1970, va anar que les neurones en el formació de l'hipocamp, cridades cèlules de lloc, responen a la posició de l'animal.

El segon, a principis de la década de 1990, va anar que les neurones en regions veïnes (en el tàlem anterior i post-subículo), cridades cèlules de direcció del cap, responen a la direcció de cap de l'animal. Açò va permetre un estudi molt més detallat de l'integració de ruta, ya que va ser possible manipular l'informació de moviment i observar cóm responien les cèlules de lloc i de direcció del cap (un procediment molt més senzill que el d'entrenar un animal, la qual cosa és molt llent).

La tercera troballa va ser que les neurones en la corfa entorrinal esquena-medial, la qual brinda informació a les cèlules de lloc en l'hipocamp, es acciona de manera mediblemente regular a través de la superfície sancera d'un entorn donat. Els patrons d'activitat d'estes cèlules de ret s'assembla molt als d'un esquema hexagonal organisat, i sugerixen un possible sistema mètric que poden utilisar les cèlules de lloc per a calcular distàncies. Queda per vore si les cèlules de lloc i de ret realment calculen senyals d'integració de ruta, pero existixen models computacionals que sugerixen que açò és plausible. Certament, el dany cerebral en estes regions sembla afectar la capacitat dels animals per a efectuar integració de ruta.

David Redish va afirmar que "els experimientos cuidadosadament controlats de Mittelstaedt i Mittelstaedt (1980) i Etienne (1987) han demostrat de manera concloent que esta capacitat [l'integració de ruta en mamífers] és una conseqüència d'integrar pistes internes a partir de senyals vestibulars i de còpia eferente motora".