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Un estudio publicado hoy en la revista Science ofrece la primera
visión de cómo los cerebros de los mamíferos sociales procesan este tipo de
interacciones grupales complejas.
En el estudio, los
neurocientíficos de la Universidad de California en Berkeley
utilizaron dispositivos inalámbricos de grabación neuronal para seguir la
actividad cerebral de los
murciélagos
frugívoros egipcios mientras interactuaban libremente en grupo y se
vocalizaban ocasionalmente entre sí mediante chillidos y gruñidos agudos.
"La
mayoría de los estudios sobre la comunicación, en particular la vocalización,
se realizan normalmente con animales individuales o con parejas de animales,
pero básicamente ninguno se ha llevado a cabo en entornos grupales reales",
dijo el coautor del estudio Maimon Rose, estudiante de posgrado en el
Laboratorio NeuroBat de la UC Berkeley.
"Sin embargo, muchos mamíferos sociales, incluidos los humanos, suelen
interactuar en grupo. A los murciélagos frugívoros egipcios, en concreto,
les gusta interactuar en grandes colonias".
Al rastrear cuál de los murciélagos vocalizaba, mientras se
medía simultáneamente la actividad neuronal en tiempo real tanto en los
murciélagos que vocalizaban como en los que escuchaban, los investigadores
pudieron decodificar cómo las neuronas de la corteza frontal de los
murciélagos distinguían entre las vocalizaciones hechas por ellos mismos y por
otros, así como cómo los murciélagos distinguían entre los diferentes
individuos del grupo.
Cuando compararon las grabaciones neuronales
entre los distintos murciélagos, también descubrieron que la actividad
cerebral estaba muy correlacionada cuando un murciélago emitía una
vocalización. Sorprendentemente, descubrieron que la comunicación producida
por los murciélagos que eran más "amigables" -los que pasaban más tiempo cerca
de otros- inducía un mayor grado de correlaciones en los cerebros de los
miembros del grupo.
"Otros estudios neurocientíficos han tratado de
examinar pequeñas partes de estas interacciones de forma individual. Por
ejemplo, un estudio podría examinar cómo responden las neuronas cuando otra
persona habla, y luego otro estudio podría examinar cómo responden las
neuronas cuando ese individuo habla", dijo el autor principal del estudio
Michael Yartsev, profesor asistente de neurobiología y bioingeniería en la UC
Berkeley. "Este estudio es el primero que realmente reúne todas estas piezas
para obtener una imagen completa de la comunicación dentro de un grupo
social".
Miles de compañeros de habitación que se pelean
Al igual que los humanos, los murciélagos frugívoros egipcios son criaturas
muy sociales. Después de pasar largas noches volando 16 kilómetros o más en
busca de fruta madura, estos animales nocturnos pasan las horas del día
hacinados en estrechas cuevas y grietas junto a cientos o miles de otros
murciélagos. No es de extrañar que los estudios sugieran que estos murciélagos
suelen vocalizar para disputarse la comida, el espacio para dormir y los
intentos de apareamiento.
"Estos murciélagos son muy longevos
-viven unos 25 años- y básicamente pasan toda su vida en esta vida social en
grupo", explica Yartsev. "Así que la capacidad de vivir juntos en grupo y
comunicarse entre sí es una característica inherente a sus vidas".
Incluso
en el laboratorio, los murciélagos parecen preferir la comodidad de una
multitud, y suelen pasar la mayor parte del tiempo físicamente apretados unos
contra otros en un apretado grupo. Aparte de los chasquidos de
ecolocalización, los murciélagos frugívoros egipcios no se comunican a larga
distancia y parecen vocalizar a otros murciélagos solo cuando están
agrupados.
"Si se visitan estas cuevas de murciélagos, se puede mirar hacia arriba y
ver decenas de miles de animales", afirma Yartsev. "Así que, realmente no tendría sentido que un murciélago
gritara a través de la cueva a otro murciélago".
El hábito de los
murciélagos de vocalizar sólo dentro de grupos sociales reducidos los
convierte en sujetos ideales para el estudio de la comunicación grupal, porque
si un murciélago grita mientras está en un grupo, esa llamada es muy
probablemente un indicador de que se está produciendo una comunicación social.
Sin embargo, este comportamiento también supuso uno de los muchos retos
técnicos para el equipo de investigación, dijo el coautor del estudio Boaz
Styr, investigador postdoctoral del Laboratorio NeuroBat.
"Un gran
problema fue tratar de identificar qué murciélago hizo una vocalización,
porque pasan su tiempo en grupos apretados y a veces se ocultan unos a otros",
dijo Styr. "Aunque teníamos cámaras de alta resolución que grababan en
distintos ángulos y muchos micrófonos alrededor, podía ser difícil determinar
qué murciélago hacía una llamada en qué momento exactamente".
Durante
los experimentos, se permitió a entre cuatro y ocho murciélagos interactuar
libremente en un recinto oscuro del laboratorio y vocalizar espontáneamente.
Para identificar con precisión qué murciélago hizo cada vocalización, el
equipo desarrolló sensores de vibración inalámbricos que los murciélagos
podían llevar alrededor del cuello, casi como collares, y que podían detectar
las vibraciones creadas cuando un murciélago hacía una llamada.
"Estos
sensores de vibración, junto con nuestra capacidad de registrar de forma
inalámbrica los datos neuronales de varios murciélagos al mismo tiempo, nos
permitieron crear este experimento en el que los murciélagos podían
comportarse libremente y comunicarse de forma espontánea", explica Styr.
"Conseguir que todos estos elementos técnicos funcionaran juntos fue un gran
reto, pero nos permitió plantear estas preguntas tan importantes".
En uno de los experimentos, los investigadores permitieron que grupos de cuatro o cinco murciélagos interactuaran libremente dentro de un recinto oscurecido en el laboratorio, mientras vigilaban cuidadosamente las vocalizaciones y la actividad cerebral de cada uno de ellos.
Comprobaron que en el córtex frontal de cada murciélago -un área que se sabe que interviene en la mediación de los comportamientos sociales en animales y humanos- se activaban conjuntos de neuronas distintos, dependiendo de qué murciélago del grupo vocalizara; en otras palabras, la vocalización de un murciélago estimulaba la actividad de un conjunto de neuronas, mientras que la vocalización de otro murciélago estimulaba un conjunto de neuronas distinto. Estas correlaciones eran tan fuertes que, tras identificar qué conjuntos de neuronas correspondían a cada murciélago, los investigadores podían identificar qué murciélago había vocalizado simplemente observando la actividad neuronal de los demás murciélagos.
"Nuestros cerebros, y los de los animales, han evolucionado para la complejidad de la vida real y luchan constantemente con ella", añadió Yartsev. "Personalmente, creo que para entender de verdad el cerebro, tenemos que abrazar esta complejidad, en lugar de temerla, y, de hecho, cada vez que lo hacemos, descubrimos algo nuevo y emocionante. Espero que éste, así como nuestros otros estudios, demuestren que debemos estudiar el cerebro en toda su complejidad."
Fuentes, créditos y referencias:
Maimon Rose et al, Cortical Representation of Group Social Communication in Bats, Science (2021). DOI: 10.1126/science.aba9584