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Observan cómo aprende el canto paterno el cerebro de los pájaros

Ocurre a una edad temprana, igual que la adquisición del idioma en los niños humanos


Un estudio realizado en Japón ha observado qué ocurre en el cerebro de un ave, el diamante cebra de Timor macho, cuando aprende el canto de su padre tutor, que posteriormente utilizará para cortejar a las hembras. Este aprendizaje se produce a una edad temprana, el 'periodo crítico', el mismo en el que los niños humanos aprenden el idioma de sus padres. Los hallazgos ayudarán a entender mejor este proceso.





Diamante cebra de Timor. Imagen: Luis Miguel Bugallo. Fuente: Wikipedia.
Diamante cebra de Timor. Imagen: Luis Miguel Bugallo. Fuente: Wikipedia.
El aprendizaje de una primera lengua se hace prácticamente sin esfuerzo. Empezamos a aprender de nuestros padres antes de que podamos recordar y las palabras y los sonidos quedan impresos en nuestra memoria a una edad temprana. El aprendizaje de un nuevo idioma como adultos es mucho más difícil, implica un montón de trabajo duro, y puede que nunca tengamos la misma fluidez que con la lengua materna.

Lo mismo ocurre con los pájaros cantores. El diamante cebra de Timor, también conocido como diamante mandarín o pinzón cebra, aprende su canto cuando es joven, al escuchar a su padre o tutor.

Recientemente, Yoko Sugiyama-Yazaki y Shin Yanagihara, de la Universidad de Posgrados Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST, Japón) han identificado, por primera vez, las neuronas del cerebro que están asociadas con la memoria auditiva del canto paterno en los pinzones cebra. Eso podría ayudar a entender el desarrollo del habla humana. Sus resultados se han publicado recientemente en Nature Communications.

"Para los animales jóvenes, las experiencias sensoriales primarias son muy importantes y afectan en gran medida el desarrollo del cerebro", explica Yanagihara en la nota de prensa de OIST. "Esta etapa se llama el período crítico, en el cual los circuitos cerebrales son muy flexibles y se pueden cambiar y modificar fácilmente. Quisimos saber cómo forman los circuitos cerebrales las primeras experiencias sensoriales durante el periodo crítico, y conducen a los comportamientos apropiados".

En los pinzones cebra, sólo los machos aprenden y cantan canciones, ya que esta es la forma en que atraen a su pareja. Por lo tanto, el aprendizaje de una canción compleja para atraer a los pinzones cebra hembra es crucial para la reproducción.

Los pinzones cebra juveniles hacen esto escuchando el canto de su padre y memorizándolo. Cuando empiezan a vocalizar, se cree que a través de su memoria auditiva pueden recordar los sonidos de la canción paterno y gradualmente adaptar su canción hasta desarrollar su propia canción, que es equiparable a la canción de su tutor.

"Esto es similar al desarrollo del habla humana", dice Yanagihara. "Durante el período crítico los niños escuchan hablar a los adultos y sus circuitos cerebrales están conformados para capturar características auditivas de ese discurso. Predijimos que cuando los pájaros escucharan la canción de su padre, estas experiencias modificarían los circuitos del cerebro de las aves juveniles para formar una memoria de la misma".

Análisis

Para confirmar su predicción y aprender más acerca de dónde se almacena la memoria de la canción del tutor, los investigadores analizaron la respuesta de las neuronas en la corteza auditiva superior -que es una parte del circuito neuronal especializado- al sonido de la canción del tutor.

Supervisaron la respuesta auditiva neuronal cuando los pájaros escuchaban diferentes canciones -la suya propia, la del tutor, las de otros pinzones cebra, y las canciones de diferentes especies de pájaros cantores-, tanto con aves jóvenes tuteladas como con aves de control juveniles aisladas.

El equipo supervisó las respuestas de las neuronas individuales y recogió información de muchas neuronas de muchas aves. A través de este método, encontraron que había neuronas no selectivas que respondían a todas las canciones, pero también neuronas selectivas que tenían una respuesta muy selectiva, y en muchos casos, exclusiva, a las canciones del tutor.

"En las aves normales, tuteladas, nos encontramos con un grupo de neuronas que respondían muy fuertemente a la canción del tutor, después de haber aprendido la canción, pero no respondían a las otras canciones", dice Yanagihara. "Sin embargo, para las aves que no tenían la experiencia de tener un tutor, no vimos ninguna respuesta a la canción del tutor, o más bien del padre genético, y no había neuronas selectivas en absoluto."

Neuronas

El equipo encontró que aproximadamente el cinco por ciento de las neuronas de la corteza auditiva superior reaccionaba a la canción del tutor y que esto podría ser indicativo de que la memoria auditiva temprana se encuentra en el cerebro.

"Encontramos 27 neuronas que responden selectivamente a la canción del tutor", dice Yanagihara. "Creemos que estas neuronas selectivas de la canción del tutor representan la memoria de la misma y que que aprenderla durante el período crítico cambia los circuitos neuronales para dar cabida a dicha memoria."

Esto es importante debido a que los mecanismos del cerebro durante el periodo crítico todavía no se entienden muy bien. Estos hallazgos podrían ser un paso para comprender cómo se forma el circuito cerebral durante esta fase inicial del desarrollo y cómo estos circuitos neuronales contribuyen a una mayor función cognitiva en la edad adulta, no solo en las aves, sino también en los humanos y otras especies.

Otro estudio reciente, realizado en MIT (EE.UU.), señala que la causa de que una parte del lenguaje humano se parezca al canto de los pájaros podría ser una actividad neuronal subyacente al canto que es similar en ambas especies, en lo que a complejidad se refiere.

Referencia bibliográfica:

Shin Yanagihara y Yoko Yazaki-Sugiyama: Auditory experience-dependent cortical circuit shaping for memory formation in bird song learning. Nature Communications (2016). DOI:10.1038/ncomms11946.


Miércoles, 22 de Junio 2016
OIST/T21
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