El ratón cantor de Alston. Foto: Bret Pasch.
Investigadores de la Universidad de Nueva York y de la Universidad de Texas en Austin han identificado un circuito cerebral que podría permitir la alta velocidad de la conversación humana.
Esta información, obtenida al estudiar las canciones de ratones de los bosques nubosos de Costa Rica, podría ayudar a comprender mejor las causas de los trastornos del habla y señalar el camino hacia nuevos tratamientos. Los resultados se publican en la revista Science.
Cuando dos ratones cantores de Alston se encuentran (uno en su territorio y el otro en el exterior) cantan a dúo, como dos artistas de ópera que reclaman su territorio o compiten por la atención de una doncella.
El ratón invasor comienza a cantar solo cuando el ratón residente ha terminado su canción y se detiene inmediatamente si el residente comienza de nuevo. "El candidato a ocupar el espacio está afirmando que está allí y que va a competir con el residente", señala Steven Phelps, coautor del estudio, en un comunicado. "El residente dice que ya estoy aquí y planeo quedarme", añade.
Esta rápida alternancia, llamada turnos vocales, es algo así como dos humanos conversando. Los ratones de laboratorio estándar no parecen tener este tipo de intercambios vocales. Por lo tanto, el nuevo estudio representa un nuevo modelo de mamíferos para examinar los mecanismos cerebrales que se encuentran detrás de la precisión, segundo a segundo, en el turno vocal.
"Los neurocientíficos se han centrado tradicionalmente en un pequeño número de organismos modelo para comprender mejor el cerebro humano", explica Phelps, pionero en el estudio del canto de ratones como modelo para la neurociencia de la comunicación y el comportamiento social en 2002. "Este estudio muestra que los científicos pueden obtener nuevas y emocionantes ideas al aprovechar la enorme riqueza de la diversidad natural entre los animales".
Inicios de una conversación
El estudio descubrió que, junto con las áreas cerebrales que le dicen a los músculos que creen notas, los circuitos separados en la corteza motora permiten los inicios y paradas rápidas que forman una conversación entre las parejas vocales.
"Nuestro trabajo demuestra directamente que se necesita una región del cerebro llamada la corteza motora para que estos ratones y los humanos interactúen vocalmente", explica el autor principal del estudio, Michael Long.
"Al segregar la producción de sonido y los circuitos de control, la evolución ha equipado a los cerebros de los ratones cantores con el control vocal estricto que también se observa en los intercambios de cricket, los duetos de aves y, posiblemente, en la discusión humana", añade Arkarup Banerjee, coautor del estudio.
A pesar de la ubicuidad de los intercambios vocales en el mundo natural, Banerjee dijo que anteriormente no había modelos de mamíferos adecuados en neurociencia para su estudio.
Esta información, obtenida al estudiar las canciones de ratones de los bosques nubosos de Costa Rica, podría ayudar a comprender mejor las causas de los trastornos del habla y señalar el camino hacia nuevos tratamientos. Los resultados se publican en la revista Science.
Cuando dos ratones cantores de Alston se encuentran (uno en su territorio y el otro en el exterior) cantan a dúo, como dos artistas de ópera que reclaman su territorio o compiten por la atención de una doncella.
El ratón invasor comienza a cantar solo cuando el ratón residente ha terminado su canción y se detiene inmediatamente si el residente comienza de nuevo. "El candidato a ocupar el espacio está afirmando que está allí y que va a competir con el residente", señala Steven Phelps, coautor del estudio, en un comunicado. "El residente dice que ya estoy aquí y planeo quedarme", añade.
Esta rápida alternancia, llamada turnos vocales, es algo así como dos humanos conversando. Los ratones de laboratorio estándar no parecen tener este tipo de intercambios vocales. Por lo tanto, el nuevo estudio representa un nuevo modelo de mamíferos para examinar los mecanismos cerebrales que se encuentran detrás de la precisión, segundo a segundo, en el turno vocal.
"Los neurocientíficos se han centrado tradicionalmente en un pequeño número de organismos modelo para comprender mejor el cerebro humano", explica Phelps, pionero en el estudio del canto de ratones como modelo para la neurociencia de la comunicación y el comportamiento social en 2002. "Este estudio muestra que los científicos pueden obtener nuevas y emocionantes ideas al aprovechar la enorme riqueza de la diversidad natural entre los animales".
Inicios de una conversación
El estudio descubrió que, junto con las áreas cerebrales que le dicen a los músculos que creen notas, los circuitos separados en la corteza motora permiten los inicios y paradas rápidas que forman una conversación entre las parejas vocales.
"Nuestro trabajo demuestra directamente que se necesita una región del cerebro llamada la corteza motora para que estos ratones y los humanos interactúen vocalmente", explica el autor principal del estudio, Michael Long.
"Al segregar la producción de sonido y los circuitos de control, la evolución ha equipado a los cerebros de los ratones cantores con el control vocal estricto que también se observa en los intercambios de cricket, los duetos de aves y, posiblemente, en la discusión humana", añade Arkarup Banerjee, coautor del estudio.
A pesar de la ubicuidad de los intercambios vocales en el mundo natural, Banerjee dijo que anteriormente no había modelos de mamíferos adecuados en neurociencia para su estudio.
Circuitos cerebrales del habla humano
En el futuro, los investigadores ya están utilizando su modelo de ratón para guiar la exploración relacionada de los circuitos del habla en el cerebro humano. Al comprender la actividad que ayuda a involucrar a dos cerebros en la conversación, pueden buscar los procesos que van mal cuando una enfermedad interfiere con la comunicación, lo que podría estimular el desarrollo de nuevos tratamientos para muchos trastornos.
"Necesitamos entender cómo nuestros cerebros generan respuestas verbales usando casi un centenar de músculos si queremos diseñar nuevos tratamientos para los muchos personas en las que ha fallado este proceso, a menudo debido a enfermedades como el autismo o eventos traumáticos como los accidentes cerebrovasculares", dijo Largo.
El trabajo anterior de Phelps y su equipo en UT Austin demostró que además de atraer parejas y repeler a los machos rivales de la misma especie, las llamadas de los machos de una especie de ratones cantores repelen a los machos de una especie similar, pero más pequeña.
En el futuro, los investigadores ya están utilizando su modelo de ratón para guiar la exploración relacionada de los circuitos del habla en el cerebro humano. Al comprender la actividad que ayuda a involucrar a dos cerebros en la conversación, pueden buscar los procesos que van mal cuando una enfermedad interfiere con la comunicación, lo que podría estimular el desarrollo de nuevos tratamientos para muchos trastornos.
"Necesitamos entender cómo nuestros cerebros generan respuestas verbales usando casi un centenar de músculos si queremos diseñar nuevos tratamientos para los muchos personas en las que ha fallado este proceso, a menudo debido a enfermedades como el autismo o eventos traumáticos como los accidentes cerebrovasculares", dijo Largo.
El trabajo anterior de Phelps y su equipo en UT Austin demostró que además de atraer parejas y repeler a los machos rivales de la misma especie, las llamadas de los machos de una especie de ratones cantores repelen a los machos de una especie similar, pero más pequeña.
Referencia
Motor cortical control of vocal interaction in neotropical singing mice. Daniel E. Okobi Jr et al. Science 01 Mar 2019: Vol. 363, Issue 6430, pp. 983-988. DOI: 10.1126/science.aau9480
Motor cortical control of vocal interaction in neotropical singing mice. Daniel E. Okobi Jr et al. Science 01 Mar 2019: Vol. 363, Issue 6430, pp. 983-988. DOI: 10.1126/science.aau9480