Científicos descubrieron las diferencias estructurales claves en el cerebro de aves que imitan sonidos humanos, según un estudio publicado en 'Plos One'
Un equipo internacional de científicos liderado por investigadores de la Universidad de Duke, en Durham, Carolina del Norte, Estados Unidos, ha descubierto diferencias estructurales clave en el cerebro de los loros que pueden explicar la capacidad sin igual de las aves de imitar sonidos y el habla humana.
Descritas en un artículo que se publica en la edición de ayer de 'Plos One', estas estructuras cerebrales habían sido reconocidas en estudios publicados durante los últimos 34 años. Los resultados también puedenaportar información sobre los mecanismos neuronales del habla humana.
Descritas en un artículo que se publica en la edición de ayer de 'Plos One', estas estructuras cerebrales habían sido reconocidas en estudios publicados durante los últimos 34 años. Los resultados también puedenaportar información sobre los mecanismos neuronales del habla humana.
«Este hallazgo abre una gran vía de investigación en los loros para tratar de entender cómo los loros están procesando la información necesaria para copiar nuevos sonidos y cuáles son los mecanismos que subyacen a la imitación del habla humana», señala Mukta Chakraborty, investigadora en el laboratorio de Erich Jarvis, profesor asociado de Neurobiología en Duke y científico del Instituto Médico Howard Hughes, Estados Unidos.
Los loros son uno de los pocos animales considerados aprendices vocales, lo que significa que pueden imitar sonidos. Los investigadores han estado tratando de averiguar por qué algunas especies de aves sonmejores imitadoras que otras. Sin embargo, además de las diferencias en los tamaños de regiones particulares del cerebro, no se han detectado otras explicaciones potenciales.
Mediante el examen de los patrones de expresión de genes, el nuevo estudio encontró que los cerebros de loros están estructurados de manera diferente que los cerebros de los pájaros cantores y colibríes, que también muestran aprendizaje vocal. Además de contar con centros definidos en el cerebro que controlan el aprendizaje vocal llamados «núcleos», los loros tienen lo que los científicos llaman «conchas» o anillos exteriores, que también están involucrados en el aprendizaje vocal.
Las conchas son relativamente más importantes en las especies de loros que son bien conocidas por su capacidad de imitar el habla humana, según el equipo. Hasta ahora, el periquito común (una mascota muy frecuente en los hogares) era la única especie de loro cuyo cerebro había sido analizado por sus mecanismos de aprendizaje vocal.
Este equipo incluye a investigadores de Dinamarca y Países Bajos que donaron tejido cerebral para el estudio. Los científicos caracterizaron los cerebros de ocho especies de loros, además del periquito, incluyendo cotorras, cacatúas, agapornis, dos especies de loros amazónicos, un guacamayo azul y dorado, una kea y un loro gris africano.
Los investigadores buscaron marcadores genéticos específicos que se sabe que tienen actividad especializada en el cerebro de los humanos y los pájaros cantores. Ellos compararon los patrones de expresión de genes resultantes en todos los cerebros loro con experimentos de rastreo de los nervios en los periquitos.
Los loros son uno de los pocos animales considerados aprendices vocales, lo que significa que pueden imitar sonidos. Los investigadores han estado tratando de averiguar por qué algunas especies de aves sonmejores imitadoras que otras. Sin embargo, además de las diferencias en los tamaños de regiones particulares del cerebro, no se han detectado otras explicaciones potenciales.
Mediante el examen de los patrones de expresión de genes, el nuevo estudio encontró que los cerebros de loros están estructurados de manera diferente que los cerebros de los pájaros cantores y colibríes, que también muestran aprendizaje vocal. Además de contar con centros definidos en el cerebro que controlan el aprendizaje vocal llamados «núcleos», los loros tienen lo que los científicos llaman «conchas» o anillos exteriores, que también están involucrados en el aprendizaje vocal.
Las conchas son relativamente más importantes en las especies de loros que son bien conocidas por su capacidad de imitar el habla humana, según el equipo. Hasta ahora, el periquito común (una mascota muy frecuente en los hogares) era la única especie de loro cuyo cerebro había sido analizado por sus mecanismos de aprendizaje vocal.
Este equipo incluye a investigadores de Dinamarca y Países Bajos que donaron tejido cerebral para el estudio. Los científicos caracterizaron los cerebros de ocho especies de loros, además del periquito, incluyendo cotorras, cacatúas, agapornis, dos especies de loros amazónicos, un guacamayo azul y dorado, una kea y un loro gris africano.
Los investigadores buscaron marcadores genéticos específicos que se sabe que tienen actividad especializada en el cerebro de los humanos y los pájaros cantores. Ellos compararon los patrones de expresión de genes resultantes en todos los cerebros loro con experimentos de rastreo de los nervios en los periquitos.
Una estructura de hace casi 30 años
Incluso la más antigua de las especies de loros que estudiaron, el kea de Nueva Zelanda, tiene una estructura de concha, aunque rudimentaria. Esto sugiere que las poblaciones de neuronas en las conchas probablemente surgieron hace por lo menos 29 millones de años.
Hasta ahora, algunos científicos habían asumido que las regiones que rodean los núcleos no tenían nada que ver con el aprendizaje vocal. En un estudio de 2000, Jarvis y Claudio Mello, de la Universidad de Salud y Ciencia de Oregón, llegaron a la conclusión de que el núcleo y la concha eran en realidad una gran estructura. Estos puntos de vista diferentes causaron confusión sobre los tamaños de las regiones del cerebro importantes para el aprendizaje vocal. Jarvis se asoció con Steven Brauth, de la Universidad de Maryland, y Sarah Durand, para ayudar a aclara esta confusión.
Los nuevos resultados apoyan la hipótesis del equipo de que en los hombres y otros animales que aprenden canciones, la capacidad de imitar surgió por la duplicación de la vía cerebral. «Cada (centro de aprendizaje vocal) tiene un núcleo y una concha en el loro, lo que sugiere que toda la vía se ha duplicado», apunta Jarvis.
La mayor parte de las regiones del cerebro de aprendizaje vocal de las aves están metidas en áreas que también controlan el movimiento. Estas áreas de loros también muestran algunos patrones especiales de la expresión génica, que los científicos especulan que podría explicar por qué algunos loros también son capaces de aprender a bailar con la música.
«Se necesita el importante poder del cerebro para procesar lainformación auditiva y producir los movimientos necesarios para imitar sonidos de otra especie», apunta Chakraborty. «La pregunta es cómo de especializados son estos cerebros de los loros y de qué manera. ¿Es sólo un selecto grupo de genes especializados o se trata de algunas proyecciones específicas que no hemos descubierto todavía?», señala.
Los científicos son especialmente curiosos sobre si las conchas dan a los loros una mayor capacidad de imitar el habla humana. «Si eso es cierto, entonces hemos respondido a una gran pregunta en nuestro campo que la gente ha estado esperando saber durante muchos años», subraya Jarvis. Este hallazgo es parte de un esfuerzo internacional mucho más grande para secuenciar los genomas completos de todas las 10.000 especies de aves en los próximos cinco años, que se llama Proyecto 10K Bird.
Incluso la más antigua de las especies de loros que estudiaron, el kea de Nueva Zelanda, tiene una estructura de concha, aunque rudimentaria. Esto sugiere que las poblaciones de neuronas en las conchas probablemente surgieron hace por lo menos 29 millones de años.
Hasta ahora, algunos científicos habían asumido que las regiones que rodean los núcleos no tenían nada que ver con el aprendizaje vocal. En un estudio de 2000, Jarvis y Claudio Mello, de la Universidad de Salud y Ciencia de Oregón, llegaron a la conclusión de que el núcleo y la concha eran en realidad una gran estructura. Estos puntos de vista diferentes causaron confusión sobre los tamaños de las regiones del cerebro importantes para el aprendizaje vocal. Jarvis se asoció con Steven Brauth, de la Universidad de Maryland, y Sarah Durand, para ayudar a aclara esta confusión.
Los nuevos resultados apoyan la hipótesis del equipo de que en los hombres y otros animales que aprenden canciones, la capacidad de imitar surgió por la duplicación de la vía cerebral. «Cada (centro de aprendizaje vocal) tiene un núcleo y una concha en el loro, lo que sugiere que toda la vía se ha duplicado», apunta Jarvis.
La mayor parte de las regiones del cerebro de aprendizaje vocal de las aves están metidas en áreas que también controlan el movimiento. Estas áreas de loros también muestran algunos patrones especiales de la expresión génica, que los científicos especulan que podría explicar por qué algunos loros también son capaces de aprender a bailar con la música.
«Se necesita el importante poder del cerebro para procesar lainformación auditiva y producir los movimientos necesarios para imitar sonidos de otra especie», apunta Chakraborty. «La pregunta es cómo de especializados son estos cerebros de los loros y de qué manera. ¿Es sólo un selecto grupo de genes especializados o se trata de algunas proyecciones específicas que no hemos descubierto todavía?», señala.
Los científicos son especialmente curiosos sobre si las conchas dan a los loros una mayor capacidad de imitar el habla humana. «Si eso es cierto, entonces hemos respondido a una gran pregunta en nuestro campo que la gente ha estado esperando saber durante muchos años», subraya Jarvis. Este hallazgo es parte de un esfuerzo internacional mucho más grande para secuenciar los genomas completos de todas las 10.000 especies de aves en los próximos cinco años, que se llama Proyecto 10K Bird.
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