El laboratorio del Dr. Todd Roberts se especializa en documentar cómo funciona el cerebro durante el aprendizaje vocal. Foto: UTSW
Científicos norteamericanos han identificado el circuito neuronal que utilizan unos pájaros para aprender una canción y luego manipularon esa región cerebral con optogenética para crear un falso recuerdo que los pájaros jóvenes usaron para cortejar a su pareja.
Aunque el descubrimiento no tiene implicaciones médicas inmediatas, proporciona pistas convincentes sobre dónde buscar en el cerebro humano para comprender mejor el autismo y otras afecciones que afectan al lenguaje, señalan los investigadores.
"Esta es la primera vez que confirmamos regiones cerebrales que codifican recuerdos de objetivos de comportamiento, esos recuerdos que nos guían cuando queremos imitar cualquier cosa, desde el habla hasta el aprendizaje del piano", explica Todd Roberts, uno de los investigadores, en un comunicado.
Y añade: "Los hallazgos nos permitieron implantar estos recuerdos en las aves y guiar el aprendizaje de su canción".
Los resultados de esta investigación, desarrollada en el UT Southwestern Medical Center en Dallas, Texas, se publican en la revista Science.
A través de la luz
Lo que hicieron fue usar la luz para manipular neuronas genéticamente modificadas del circuito cerebral implicado en el aprendizaje de canciones en los pájaros jóvenes.
El estudio, publicado en la revista Science, describe cómo los científicos activaron un circuito de neuronas a través de una herramienta relativamente nueva que utiliza la luz para observar y controlar la actividad cerebral.
Los investigadores estimularon los circuitos neuronales de estos pájaros con pulsos optogenéticos de 50 o 300 milisegundos durante cinco días, el tiempo en el que normalmente estarían interactuando con un tutor.
Cuando esos pinzones crecieron, cantaron canciones de cortejo para adultos que correspondían a la duración de la luz que habían recibido.
Los científicos pudieron establecer que la manipulación optogenética no afectó a la canción y que el resultado siempre coincidía con la cantidad de luz recibida por las neuronas implicadas.
También que, si la estimulación lumínica se hace coincidir con el momento en que uno de los pájaros recibe instrucciones de su tutor de canto, el resultado es mejor que si la estimulación se produce cuando el pájaro joven está solo.
Aunque el descubrimiento no tiene implicaciones médicas inmediatas, proporciona pistas convincentes sobre dónde buscar en el cerebro humano para comprender mejor el autismo y otras afecciones que afectan al lenguaje, señalan los investigadores.
"Esta es la primera vez que confirmamos regiones cerebrales que codifican recuerdos de objetivos de comportamiento, esos recuerdos que nos guían cuando queremos imitar cualquier cosa, desde el habla hasta el aprendizaje del piano", explica Todd Roberts, uno de los investigadores, en un comunicado.
Y añade: "Los hallazgos nos permitieron implantar estos recuerdos en las aves y guiar el aprendizaje de su canción".
Los resultados de esta investigación, desarrollada en el UT Southwestern Medical Center en Dallas, Texas, se publican en la revista Science.
A través de la luz
Lo que hicieron fue usar la luz para manipular neuronas genéticamente modificadas del circuito cerebral implicado en el aprendizaje de canciones en los pájaros jóvenes.
El estudio, publicado en la revista Science, describe cómo los científicos activaron un circuito de neuronas a través de una herramienta relativamente nueva que utiliza la luz para observar y controlar la actividad cerebral.
Los investigadores estimularon los circuitos neuronales de estos pájaros con pulsos optogenéticos de 50 o 300 milisegundos durante cinco días, el tiempo en el que normalmente estarían interactuando con un tutor.
Cuando esos pinzones crecieron, cantaron canciones de cortejo para adultos que correspondían a la duración de la luz que habían recibido.
Los científicos pudieron establecer que la manipulación optogenética no afectó a la canción y que el resultado siempre coincidía con la cantidad de luz recibida por las neuronas implicadas.
También que, si la estimulación lumínica se hace coincidir con el momento en que uno de los pájaros recibe instrucciones de su tutor de canto, el resultado es mejor que si la estimulación se produce cuando el pájaro joven está solo.
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Una pieza del rompecabezas
Los investigadores aseguran que la estimulación optogenética puede sustituir a la tutoría de canto en el aprendizaje de los pájaros jóvenes.
Pero aclaran: "no enseñamos al pájaro todo lo que necesita saber, sino únicamente la duración de las sílabas en su canción", explica Roberts. "Las dos regiones del cerebro que probamos en este estudio representan solo una pieza del rompecabezas".
Sin embargo, el descubrimiento es notable porque abre nuevas vías de investigación para identificar más circuitos cerebrales que influyen en otros aspectos de la vocalización, como el tono y el orden de cada sonido.
“Si descubrimos esas otras vías, hipotéticamente podríamos enseñar a un pájaro a cantar su canción sin ninguna interacción de su padre", explica. Roberts. "Pero todavía estamos muy lejos de poder hacer eso".
Los investigadores aseguran que la estimulación optogenética puede sustituir a la tutoría de canto en el aprendizaje de los pájaros jóvenes.
Pero aclaran: "no enseñamos al pájaro todo lo que necesita saber, sino únicamente la duración de las sílabas en su canción", explica Roberts. "Las dos regiones del cerebro que probamos en este estudio representan solo una pieza del rompecabezas".
Sin embargo, el descubrimiento es notable porque abre nuevas vías de investigación para identificar más circuitos cerebrales que influyen en otros aspectos de la vocalización, como el tono y el orden de cada sonido.
“Si descubrimos esas otras vías, hipotéticamente podríamos enseñar a un pájaro a cantar su canción sin ninguna interacción de su padre", explica. Roberts. "Pero todavía estamos muy lejos de poder hacer eso".
Referencia
Inception of memories that guide vocal learning in the songbird. Wenchan Zhao et al. Science, 04 Oct 2019: Vol. 366, Issue 6461, pp. 83-89. DOI: 10.1126/science.aaw4226
Inception of memories that guide vocal learning in the songbird. Wenchan Zhao et al. Science, 04 Oct 2019: Vol. 366, Issue 6461, pp. 83-89. DOI: 10.1126/science.aaw4226