Aves y mamíferos aprenden gracias al mismo circuito cerebral
Científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, Estados Unidos) han realizado un estudio pionero que ha sacado a relucir un vínculo evolutivo entre las aves y los mamíferos. Pese a las amplias diferencias anatómicas que existen en su corteza cerebral, ambos grupos de animales emplean el mismo mecanismo de aprendizaje. Estos hallazgos, fruto de una investigación financiada parcialmente por el Séptimo Programa Marco (7PM) de la UE, podrían ser aplicables a la biología humana y conducir a nuevos tratamientos de trastornos humanos como la enfermedad de Parkinson. En la revista Journal of Neuroscience se ha publicado un artículo sobre esta investigación. En el mundo de la ciencia es frecuente estudiar el mecanismo por el que las aves aprenden a cantar como sistema modelo para examinar los principios generales que intervienen en el aprendizaje en general y concretamente en el de acciones complejas. Los expertos en la materia consideran que dicho mecanismo es una forma muy común de aprendizaje. Dadas las diferencias que existen entre las cortezas cerebrales de las aves y los mamíferos, siempre ha resultado difícil realizar un estudio científico comparativo de los sistemas de aprendizaje de estas dos grandes familias de animales. Los científicos del MIT y la Universidad Hebrea de Israel responsables del estudio referido lograron identificar clases concretas de neuronas del cerebro de pájaros cantores y encontrar las neuronas correspondientes en el cerebro de mamíferos. La investigación se centró en una región del cerebro denominada ganglios basales, que son estructuras neuronales situadas en el interior de la corteza. Se trata de agrupaciones de células nerviosas con gran densidad de conexiones que desempeñan una función determinante en el aprendizaje de habilidades y la formación de hábitos. Los ganglios basales se han asociado a patologías tales como el trastorno obsesivo-compulsivo y la enfermedad de Parkinson. Según los autores de este estudio, la incidencia del Parkinson en particular guarda relación con dos estructuras fundamentales: el cuerpo estriado y el globo pálido. Estas estructuras, situadas en el interior de los ganglios basales, son cruciales en el aprendizaje de secuencias motoras. Cada vez hay más estudios que indican que las aves están dotadas de circuitos cerebrales similares que posibilitan el aprendizaje del canto. La principal diferencia en las aves es que carecen de divisiones anatómicas. Los tipos celulares de sus ganglios basales se encuentran mezclados en el seno de una estructura de dimensiones diminutas denominada «zona X». El Dr. Jesse Goldberg y el profesor Michale Fee, del MIT, registraron la actividad eléctrica de neuronas individuales en el cerebro de diamantes mandarines (Taeniopygia guttata) jóvenes. Para ello colocaron electrodos precisamente en el interior de la zona X con la ayuda de un microdispositivo a motor. Los investigadores identificaron distintas clases de neuronas que mostraban diferentes patrones de activación gracias a la interpretación de los patrones de la actividad eléctrica registrados cuando los pájaros cantaban. Seguidamente compararon sus registros con los patrones de actividad obtenidos a partir de dos rutas anatómicas conocidas del globo pálido de primates. Aunque las tasas de activación son mucho más rápidas en los pájaros (hasta 700 picos por segundo, lo que las sitúa entre las neuronas más rápidas según especialistas), los patrones de ambas especies eran muy similares. Además, los investigadores confirmaron que una de las dos clases de neuronas de los pájaros forma los mismos tipos de conexiones que su equivalente en primates. «Nuestros resultados indican claramente que el aprendizaje en pájaros y en mamíferos se fundamenta en los mismos circuitos cerebrales subyacentes, a pesar de las diferencias anatómicas superficiales», explicó el Dr. Goldberg, que trabaja en el Instituto McGovern de Investigación Cerebral del MIT. «Este circuito debe de haber evolucionado hace al menos 300 millones de años, antes de que la línea evolutiva de los pájaros y de los mamíferos se bifurcase.»
Países
Israel, Estados Unidos