En los apacibles bosques nubosos de América Central y del Sur, la puesta de sol está marcada por los cantos operísticos del ratón cantor de Alston, un pequeño roedor de cola corta famoso por su cortés comunicación.
Estos minúsculos ratones, cada uno de los cuales pesa menos que una bombilla, se cantan entre sí melodías únicas, llenas de gorjeos, que pueden durar hasta 16 segundos. De su boca emanan sonidos tanto sónicos como ultrasónicos, creando un canto que recuerda al zumbido de una cigarra. Además, los ratones nunca se interrumpen; mantienen sus diminutas lenguas cerradas hasta que su compañero termina de cantar.
Los científicos se han preguntado durante mucho tiempo qué permite a estos ratones mantener conversaciones tan asombrosamente complejas sin la ayuda de cerebros humanos. Pero, al parecer, nuestros cerebros no son tan diferentes.
En un nuevo estudio publicado el miércoles en la revista Nature, los investigadores descubrieron que una simple expansión de las vías neuronales existentes permitió a estos ratones ampliar su repertorio vocal, la misma mutación que se cree que allanó el camino para el desarrollo del lenguaje humano.
Al estudiar los cerebros de los ratones cantores de Alston y sus primos, ratones de laboratorio que no cantan (pero que están estrechamente emparentados), los investigadores del Laboratorio Cold Spring Harbor en Long Island lograron determinar qué cambios evolutivos en el cerebro dieron origen a los cantos armoniosos y sinfónicos de los ratones cantores. Ahora, los científicos se preguntan si se puede utilizar el mismo método para descifrar la base neurológica de otros comportamientos animales.
«Esto tiene relevancia mucho más allá de los ratones cantores», afirmó Mirjam Knörnschild , ecóloga del comportamiento que estudia la bioacústica en el Museo de Historia Natural de Berlín. La Dra. Knörnschild, que no participó en el estudio, señaló que podría «aportar información valiosa para la investigación sobre la alternancia vocal, el aprendizaje vocal y la flexibilidad vocal en otros mamíferos, como murciélagos, primates y humanos».
En 2019, Arkarup Banerjee, biólogo del Laboratorio Cold Spring Harbor, y sus colegas descubrieron que las serenatas alternadas de los ratones cantores de Alston suenan sorprendentemente similares a nuestras conversaciones. Pero en aquel momento, no lograba comprenderlo. El Dr. Banerjee había examinado los cerebros de los ratones cantores de Alston y de ratones de laboratorio que no cantaban, y parecían prácticamente idénticos.
Los científicos creían que los comportamientos complejos, como el uso de herramientas y la comunicación entre pares, requerían circuitos neuronales especializados. Pero cuando el Dr. Banerjee buscó este tipo de hardware neuronal especializado en los ratones cantores de Alston, no encontró ninguno.
“No parecía que las cosas fueran tan diferentes”, recuerda el Dr. Banerjee.
Esto impulsó al Dr. Banerjee y a sus colegas a investigar qué les otorgaba a estos ratones cantores su destreza vocal. Para averiguarlo, los investigadores utilizaron una técnica llamada Análisis Multiplexado de Proyecciones por Secuenciación (MAPseq). Este método permite a los científicos mapear miles de neuronas individuales infectándolas con un virus que introduce códigos de barras de ARN únicos en cada célula. Al secuenciar genéticamente el tejido cerebral, los códigos de barras revelan un mapa detallado de las conexiones de cada neurona en todo el cerebro.
Cuando los investigadores aplicaron la técnica MAPseq al cerebro de decenas de ratones de ambas especies, las diferencias se hicieron evidentes. Los ratones que cantaban tenían aproximadamente el triple de neuronas que enviaban señales desde la corteza motora a dos regiones cerebrales específicas. Si bien esto puede parecer una diferencia drástica, los científicos afirman que se asemeja más a "un cambio relativamente sutil en la organización neuronal", explicó Anthony Zador , neurocientífico del Laboratorio Cold Spring Harbor y coautor del estudio.
Según el Dr. Zador, el hecho de que cambios neuronales tan sutiles puedan dar lugar al desarrollo de un comportamiento vocal completamente nuevo "plantea preguntas interesantes sobre cuánto recableado neuronal intervino en la evolución del lenguaje humano".
Además de poner en tela de juicio nuestra comprensión de la evolución de nuestro comportamiento más novedoso, los hallazgos de este estudio pueden ayudar a los científicos a aprender más sobre la base neurológica de muchos comportamientos animales.
“Este trabajo aborda una importante cuestión sin respuesta en neurociencia: ¿Qué confiere a algunos animales habilidades excepcionales que otros no poseen?”, afirmó David Schneider , profesor de neurociencia en la Universidad de Nueva York, quien no participó en el estudio.
Antes de este estudio, los científicos nunca habían utilizado MAPseq para comparar los cerebros de dos especies estrechamente relacionadas con comportamientos notablemente diferentes. Los expertos afirman que su éxito en este campo ha abierto un mundo de posibilidades científicas.
“Este estudio nos proporciona una hoja de ruta sobre cómo reflexionar y poner a prueba cuantitativamente las ideas sobre la evolución de la estructura cerebral”, dijo Steven Phelps , profesor de biología integrativa en la Universidad de Texas en Austin, quien no participó en el estudio.
Al concluir el estudio, el Dr. Banerjee comentó que no podía sacarse de la cabeza una cita del libro de Charles Darwin de 1871, "El origen del hombre": "La diferencia mental entre el hombre y los animales superiores, por grande que sea, es sin duda de grado y no de naturaleza".
“Cada vez hay más indicios de que esta idea podría tener algo de cierto”, afirmó el Dr. Banerjee. Como ha demostrado su estudio, incluso pequeños cambios en el cerebro pueden tener un profundo impacto en el comportamiento. Si se tiene esto en cuenta, añadió, “de repente el desarrollo de cosas como el lenguaje en los humanos no parece tan misterioso”.
