El patrón respiratorio asociado a los movimientos espontáneos en ratones postnatales

Abstract

La detección temprana de trastornos neurológicos infantiles, como la parálisis cerebral o el autismo, requiere indicadores fiables de maduración cerebral en fases perinatales. Ante las limitaciones éticas de la investigación directa en humanos, los modelos murinos ofrecen una alternativa valiosa para estudiar la ontogenia del sistema nervioso mediante el análisis de comportamientos motores espontáneos. Distintos tipos de movimientos espontáneos se asocian a estados mentales específicos, como la vigilia o el sueño. Por ejemplo, los movimientos generales son más frecuentes durante la vigilia. Sin embargo, el estado mental no es experimentalmente accesible de forma directa. Este trabajo consiste en un estudio observacional que evalúa la posibilidad de utilizar una variable fisiológica accesible como marcador del estado mental. Se propone medir el patrón respiratorio y determinar su asociación con movimientos espontáneos en ratones neonatos. En particular, se analiza la relación entre dos tipos de movimientos —generales y espasmódicos— y la respiración en crías de ratón de 2 y 6 días de vida. Se identificó una correlación significativa, aunque moderada, entre la variabilidad de la frecuencia respiratoria y los movimientos generales en los ejemplares más maduros. Esto sugiere una asociación funcional entre los sistemas motor (y, por tanto, el estado mental) y respiratorio. Los resultados respaldan el uso de movimientos espontáneos como marcadores no invasivos de maduración neurológica, y plantean al patrón respiratorio como posible variable indirecta del nivel de vigilia o sueño en el organismo estudiado.

Early detection of childhood neurological disorders, such as cerebral palsy or autism, requires reliable indicators of brain maturation during perinatal stages. Given the ethical limitations of direct research in humans, murine models offer a valuable alternative for studying the ontogeny of the nervous system through the analysis of spontaneous motor behaviors. Different types of spontaneous movements are associated with specific mental states, such as wakefulness or sleep. For example, general movements are more frequent during wakefulness. However, mental state is not directly accessible experimentally. This work is an observational study that assesses the possibility of using an accessible physiological variable as a marker of mental state. Specifically, we propose measuring the respiratory pattern and determining its association with spontaneous movements in neonatal mice. In particular, we analyze the relationship between two types of movements—general and twitch-like—and respiration in mouse pups at 2 and 6 days of age. A significant, though moderate, correlation was identified between respiratory rate variability and general movements in more mature subjects. This suggests a functional association between the motor (and thus mental state) and respiratory systems. The results support the use of spontaneous movements as non-invasive markers of neurological maturation and suggest the respiratory pattern as a potential indirect indicator of the wakefulness or sleep state of the studied organism.