Científicos del Instituto de Tecnología de Massachussets (MIT, en sus siglas en inglés) han ampliado los conocimientos sobre los gorjeos de pequeños pájaros cantores. En el artículo que se publica esta semana en Proceedings of the National Academy of Sciences, los investigadores revelan que cuando los pinzones cebra afinan sus cantos, el cerebro almacena primero las mejoras en una ruta cerebral, y luego traslada esta información adquirida a la ruta motora para el almacenamiento a largo plazo. Este hallazgo tendría aplicaciones para la salud humana.
En 2008, los neurocientíficos del MIT pudieron identificar dos circuitos cerebrales distintos en los pájaros cantores que contribuyen al aprendizaje de prueba y error en diferentes etapas de la vida. El descubrimiento ahora de un mecanismo específico que subyace a este tipo de aprendizaje aporta novedades a la investigación.
Según los científicos, este trabajo que se publica en Proceedings of the National Academy of Sciences, podría mejorar la comprensión de los “complicados” circuitos de los ganglios basales, estructuras cerebrales que desempeñan un papel clave en el aprendizaje y la formación de hábitos en los seres humanos. Los ganglios basales también se vinculan a trastornos como la enfermedad de Parkinson, el trastorno obsesivo-compulsivo, y la adicción a las drogas.
“Las aves nos proporcionan un estupendo sistema para estudiar los mecanismos fundamentales acerca de la forma en que los ganglios basales contribuyen al aprendizaje”, ha explicado Michale Fee, autor principal e un investigador del Instituto McGovern para la Investigación del Cerebro en el MIT. “Nuestros resultados apoyan la idea de que los ganglios basales son la puerta por la que entra la información recién adquirida y afecta a nuestras acciones”, ha añadido Fee.
Los pinzones logran su canto a base de practicar
Los pinzones cebra jóvenes aprenden a cantar imitando a sus padres, y su canto contiene una alta variedad de sílabas ordenadas en una secuencia particular. Al igual que el balbuceo de los bebés humanos, las aves jóvenes emiten al principio un torrente desorganizado de tonos, pero después de practicar miles de veces consiguen dominar las sílabas y ritmos del canto de sus padres.
Estudios previos con pinzones han identificado dos circuitos cerebrales distintos que contribuyen a este comportamiento. Una ruta motora es responsable de la producción del canto, y otra vía es fundamental para aprender a imitar al padre. Esta ruta de aprendizaje, conocida como ruta anterior de la parte frontal del cerebro (AFP, por sus siglas en inglés), tiene similitudes con los circuitos de los ganglios basales en los seres humanos.
“En este estudio pretendíamos averiguar cómo estas dos rutas trabajan conjuntamente mientras el ave está aprendiendo”, ha declarado Aaron Andalman, investigador en el laboratorio de Michale Fee. “Así, entrenamos a las aves para aprender una nueva variación de su canto y luego inactivamos el circuito AFP para ver cómo este contribuye al aprendizaje”, ha subrayado Andalman.
Con el fin de entrenar a las aves, los investigadores monitorizaban su canto y emitían “ruido blanco” cada vez que un ave cantaba una sílaba específica en un tono más bajo de lo habitual.
“El ave escucha este ruido inesperado, cree que ha cometido un 'error', y en futuros intentos ajusta gradualmente el tono de la sílaba hacia arriba para evitar la repetición de ese error”, ha apuntado Fee. “Durante varios días pudimos entrenar a las aves para mover el tono de la sílaba arriba y abajo dentro la escala musical”, ha concretado.
Un día en particular, y tras cuatro horas de entrenamiento en el que las aves aprendieron a elevar el tono, los investigadores inactivaron temporalmente la ruta AFP con un fármaco de acción rápida (Tetrodotoxina, una neurotoxina que proviene del pez globo). El tono volvió de inmediato a ser como era al comienzo de la sesión de entrenamiento del día, lo que sugiere que los cambios recién adquiridos se almacenaron en la AFP.
Sin embargo, los investigadores constataron que en el transcurso de 24 horas el cerebro había transferido la información recién adquirida de la ruta AFP a la ruta motora. Esta ruta estaba almacenando todos los cambios de tonos acumulados en las sesiones de entrenamiento previas.
Michale Fee compara este efecto al de las modificaciones recientes a un documento informático, que se almacenan de modo temporal en la memoria dinámica de un ordenador, y luego se van guardando periódicamente en el disco duro. “Es la acumulación de los cambios en el disco duro de la ruta motora lo que constituye el desarrollo de una nueva habilidad”, ha concluido Fee.
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Más información:
Puede escuchar el canto de los pájaros antes y después del aprendizaje.
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