Biofísica y neurociencias

El sonido de los sueños

actualidad — por el 12/08/2021 a las 12:30

Desde hace años, un grupo de científicas y científicos argentinos viene estudiando lo que hacen las aves durante el sueño. En una investigación reciente, y a diferencia de lo realizado hasta el momento, llevaron a cabo un trabajo con benteveos, aves que cantan en forma innata y que son poco estudiadas en los laboratorios.

Los benteveos son aves suboscinas, es decir, cantan de forma innata.

Los benteveos son aves suboscinas, es decir, cantan de forma innata. Foto: mmaaurora/Pixabay.

Conocido popularmente como “bichofeo” por la similitud onomatopéyica de la frase con su canto, este animal de pecho amarillo, pico negro largo con terminación de gancho y una línea blanca sobre los ojos puede escucharse en casi toda América. Son aves suboscinas, cantan de forma innata. En el laboratorio, cuando el ave está completamente dormida, unos pequeños electrodos puestos en sus músculos fonadores detectan activaciones, aunque no haya sonido alguno. Es decir, el sueño provoca un canto silencioso. Hace unos años, el director del Laboratorio de Sistemas Dinámicos del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA, Gabriel Mindlin, demostró junto a otros colegas que la actividad neuronal podía observarse a nivel muscular.

“Para esta investigación trabajamos con cuatro ejemplares de benteveos. Para nosotros es muy importante el trato con los animales. Hicimos la captura mediante la autorización de la Dirección de Flora y Fauna de la Provincia de Buenos Aires. Las aves se transportan al laboratorio, pasan unos días adaptándose, luego se realiza una cirugía para insertar los electrodos en el músculo, hacemos el experimento, se sacan nuevamente los electrodos y las aves vuelven a su hábitat natural”, enfatiza Juan Doppler, uno de los autores del último trabajo del grupo.

Los científicos no han encontrado las estructuras neuronales que controlan el canto de los benteveos que, a diferencia de las aves que sí aprenden (oscinas), no poseen un sistema de núcleos neuronales especializados en cantar, sino que explotan estrategias relacionadas con la biomecánica que les permiten producir vocalizaciones más complejas.

“No conocemos mucho de cómo se controla a nivel neuronal el canto en las aves suboscinas. Si quisiéramos colocar electrodos en el cerebro del ave y observar cómo se activan sus neuronas mientras duerme no sabríamos dónde hacerlo. En cambio, sabemos cómo hacer eso en los músculos de la siringe, su órgano fonador. Enfocarse en la biomecánica de los músculos fonadores de los pájaros es como abrir ventanas hacia el sueño, interpretarlo de forma más directa”, explica Doppler.

“La estereotipia del canto se convierte en un patrón de comportamiento: mientras sueñan, la actividad puede variar, pero resulta muy similar a lo que hacen mientras cantan durante el día. En particular, sus patrones de actividad muscular tienen una frecuencia definida; durante la noche esa frecuencia se ve significativamente reducida, lo hacen con lentitud; también juegan más, se permiten variaciones”.

Celosos de su territorio, cuando los invade un competidor en su espacio emiten una vocalización particular que se llama trino, aletean y muestran la corona que mantienen oculta. ¿Hacen lo mismo durante el sueño? Los investigadores se sorprendieron con la respuesta. Para comprobar que las aves dormían y los registros de actividad correspondieran al sueño y no a la vigilia, colocaron cámaras con luz infrarroja para espiarlos (ver imágenes abajo). “Mientras duermen practican el canto, llaman a su pareja o pelean, ejercitan el trino a nivel muscular”, cuenta Doppler y agrega: “Por otra parte, se inhiben la respiración -por eso no cantan mientras duermen- y también los movimientos de las alas. Esos movimientos desaparecen con el sueño, no así las señales, del orden de cien milisegundos a medio segundo, que nosotros pudimos detectar y estudiar”.

“Nos interesa saber qué hacen de noche porque queremos ir hacia el comportamiento. Es decir, estamos trabajando para saber cómo se procesa esa información que llega al músculo, de noche, y cómo se convertiría en sonido para así escuchar lo que están soñando. Es un trabajo que desde hace muchos años se viene haciendo en el laboratorio, a partir del cual se han construido modelos que permiten hacer estas traducciones. En este caso particular, buscamos adaptarlo a los benteveos porque tienen dos fuentes sonoras, dos pares de labios que actúan juntos”.

Doppler reconoce que hay una pregunta que rodea a cada estudio: ¿cuál es el rol que cumplen estas prácticas? “Sabemos que en las aves oscinas el sueño tiene un papel importante en el aprendizaje del comportamiento vocal, les resulta necesario para afianzar. Lo mismo ocurre con otros animales como los ratones. Las aves suboscinas son vecinas, filogenéticamente hablando, de las que sí aprenden; están muy cerca en términos evolutivos. Entonces, nos interesa saber si esto que sucede es anterior al aprendizaje, o no. Y tenemos algunas pistas”.

La actividad neuronal de las aves que observan, modelan y analizan una docena de personas en el Laboratorio de Sistemas Dinámicos son, en definitiva, átomos bailando al ritmo del azar evolutivo, parafraseando a Gabriel Mindlin, el hombre que oyó por primera vez qué sueñan los pájaros en un laboratorio de Exactas UBA.

Imágenes tomadas con cámaras infrarrojas que registran la actividad del benteveo mientras duerme.

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