Este bloque especial de ciencia está coordinado por Natalia Fischetti (Incihusa-Conicet) y Natalia Schroeder (Iadiza-Conicet). Surge del Curso-Taller Epistemología y Metodología de la Investigación Científica del Doctorado en Ciencias Biológicas (Probiol) de la UNCUYO y busca divulgar las reflexiones epistemológicas de las y los estudiantes acerca de sus investigaciones científicas.

Caminando por la orilla del Arroyo Uspallata, en Mendoza, durante el verano es posible escuchar algunos sonidos extraños de especies como la ratona aperdizada (Cistothorus platensis) que recuerdan el balbuceo de un bebé. ¿Qué hay de cierto en esta analogía? ¿Qué tanto se parecen el canto de las aves y el habla en humanos? ¿Qué tan útil es esto para la ciencia?

El canto de las aves presenta sorprendentes similitudes con el habla en humanos. Existen grupos de aves que poseen la habilidad de aprender y reproducir cantos nuevos. Más allá de ellas, el aprendizaje vocal es extremadamente raro en otros animales, incluso mamíferos. Es por esto que las aves ofrecen una oportunidad casi única en el reino animal de apreciar los procesos relacionados con la adquisición del canto, como una manera de explorar los mecanismos implicados en el desarrollo del lenguaje en humanos.

Loros y cacatúas, colibríes y aves canoras aprenden cantos que son culturalmente transmitidos entre generaciones. Estos sonidos frecuentemente se enriquecen con la invención y la improvisación. Al igual que los humanos, estos grupos de aves deben escuchar los sonidos de los adultos durante un período sensible y deben escuchar su propia voz mientras aprenden a vocalizar.

Como en otras especies, después de memorizar el canto de un tutor adulto, los machos juveniles de la ratona aperdizada producen una serie de sonidos extraños (canto plástico), que se hacen más discretos y modelados con el tiempo y culminan en el canto típico de un macho adulto. Es así como, al caminar cerca del Arroyo Uspallata, se puede escuchar el canto plástico producido por los juveniles que están aprendiendo a cantar.

Paralelismos

El desarrollo, la producción y el reconocimiento de un canto aprendido son asistidos por regiones especializadas e interconectadas del cerebro que en su conjunto se denominan “circuitos del canto o sistema del canto”. Las regiones del cerebro de las aves son semejantes a las áreas de Broca y Wernicke del cerebro humano que están involucradas en el lenguaje y el habla. Con el descubrimiento y la investigación de las estructuras del cerebro requeridas para cantar, las aves proporcionan ejemplos o modelos sobre los mecanismos neuronales del aprendizaje del habla en humanos.

Con la ayuda de cientos de observaciones comportamentales, los estudios en ornitología permiten abordar problemas básicos de medicina y neurociencia. Un ejemplo es la variación en el aprendizaje de los cantos. Se encuentran así especies de aprendizaje cerrado, como los gorriones, que aprenden una única vez una determinada cantidad de cantos, y otras especies de aprendizaje abierto, como los canarios y los estorninos (y los humanos), que durante toda su vida incorporan cantos nuevos.

Representación visual de un canto típico de un adulto de Cistothorus platensis. Foto: Paula Garrido.

Esta capacidad de las especies de aves de aprendizaje abierto se correlaciona con la habilidad del cerebro de generar neuronas nuevas en el cerebro adulto. El descubrimiento de la neurogénesis en estas aves tiene revolucionarias implicancias para la medicina, como el desarrollo de nuevos tratamientos regenerativos basados en células madres para enfermedades neurodegenerativas.

El lenguaje en humanos y el canto en aves son el resultado de una compleja interacción entre influencias genéticas, sociales y/o ambientales. Docenas de genes que intervienen en el habla humana también están activos en aves canoras. Por ejemplo, FOXP2 es un gen que está involucrado en procesos de desarrollo del habla y el lenguaje en humanos.

Sorprendentemente, el mismo gen FOXP2 se expresa en las áreas cerebrales asociadas con el circuito del canto en aves, siendo importante para el aprendizaje del canto. Esto indica que el canto en las aves provee un formidable modelo para investigar no solo mecanismos neuronales, sino también mecanismos moleculares del aprendizaje vocal.

El contexto social juega un rol clave en el aprendizaje vocal. Tanto los humanos como las aves dependen críticamente de su capacidad auditiva y de la experiencia de miembros de su misma especie para aprender. La necesidad de escuchar los sonidos de las palabras o de los cantos es evidente en la transmisión de idiomas, dialectos y cantos. Un ejemplo de esto son las vocalizaciones anormales que producen aquellos niños privados de estímulos durante su crecimiento, así como las aves juveniles que crecieron en un ambiente aislado de sonido.

Estudios recientes en aves indican que la necesidad de interacción social no solo se limita al aprendizaje pasivo del lenguaje, sino a la retroalimentación en la comunicación que resulta de escuchar y hablar o cantar. Entender los mecanismos que enlazan el componente social con el aprendizaje podría ayudarnos a comprender trastornos que afectan la motivación social y que se asocian con déficit del desarrollo vocal, como el autismo.

En conjunto, los mecanismos análogos entre aves y humanos trascienden al aprendizaje auditivo-vocal, hasta mostrar analogías a nivel neuronal, genético y cognitivo. Es necesario dejar en claro que estas analogías están delineadas por procesos evolutivos, como la convergencia para el caso del aprendizaje por imitación, pero también están fundamentadas en homologías propias de la ancestralidad común, como las implicadas en mecanismos neuronales y genéticos.

Los mecanismos evolutivos que subyacen a estas analogías permiten ampliar la búsqueda y el planteo de nuevas preguntas. Los programas de investigación requieren un enfoque holístico, que abarque desde estudios descriptivos de la historia natural y comportamiento hasta estudios neurocognitivos de ciencia aplicada. La integración de conocimientos permitirá comprender cómo la evolución resultó en complejas capacidades de aprendizaje comportamental y los correspondientes mecanismos neuronales.

Las investigaciones sobre el desarrollo del canto en aves y del lenguaje en humanos permiten reconocer la importancia de las analogías entre disciplinas como generadoras de conocimiento. Este tráfico a través de las fronteras disciplinarias en la investigación científica plantea riesgos y oportunidades. Los riesgos radican en los límites implícitos de las analogías, es decir, no reconocer sus diferencias. Las oportunidades refieren a la búsqueda de similitudes que permitan generar preguntas, buscar aplicaciones y facilitar la divulgación del conocimiento. La continua y consciente exploración del paralelismo entre el aprendizaje del canto y del habla podría proveer un espectro más amplio de la evolución de la comunicación en humanos, aves y otros animales.

Autora: Paula S. Garrido Coria

• Licenciada en Ciencias Básicas con orientación en Biología. Universidad Nacional de Cuyo (UNCUYO).
• Becaria doctoral del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas (Conicet).
• Estudiante de doctorado del Programa de Posgrado en Biología (Probiol), UNCUYO.
• Contacto: paula.garrido.coria@gmail.com - pgarrido@mendoza-conicet.gob.ar.

Nota de la autora

Mi tema de estudio es el canto de la ratona aperdizada, un pequeño paseriforme que tiene una amplia distribución en América. Su canto es complejo y evalúo cómo los machos (en esta especie sólo los machos cantan) emplean el canto en distintos contextos a lo largo de la temporada reproductiva. Es así como analizo el canto en interacciones con otros machos y hembras. Me interesa saber si a través del canto, los machos de la ratona aperdizada transmiten información a potenciales competidores o potenciales parejas.

Me encantan las aves y tengo la suerte de trabajar en el grupo de biología de aves del Iadiza. Con mis compañeros compartimos el sitio de estudio en Uspallata, Mendoza. Trabajamos los meses que comprenden la temporada reproductiva, anillando adultos, buscando y siguiendo nidos, filmando y grabando sus comportamientos. Es una especie fascinante y de la cual estamos aprendiendo un montón.