Cómo puede enseñarnos un ave de rapiña cazadora a evitar distracciones

Nota del editor: En “Medical Mysteries” (Misterios médicos), Audubon publica científicos que han recurrido a las aves para resolver dilemas médicos eternos y resolver preguntas sobre nuestra propia biología. Lea sobre Palomas Bravías que inspeccionan mamogramas y estudios cardíacos, avestruces que liberan anticuerpos desintoxicantes, y más abajo, Lechuzas Comunes que eliminan la contienda sensorial.  

Cuando Shreesh Mysore comenzó su doctorado, en el año 2000, nunca imaginó que terminaría aprendiendo más sobre lechuzas que sobre algoritmos. En aquel entonces, el matemático se concentraba en la capacidad de los robots en tomar decisiones, pero pronto se frustró con sistemas tan abstractos y decidió que sería mejor estudiar los mismos procesos pero en cerebros reales que evolucionan desde hace millones de años.

Y así fue como Mysore terminó trabajando con Lechuzas Comunes. Cuando estas aves cazan, a mitad de la noche, demuestran una disciplina mental y física impresionante. Al tener una audición y una visión excelentes (la especie alcanza a ver hasta 100 veces mejor que un humano cuando hay luz tenue), estas aves de rapiña notan cada hoja que se mueve y cada sombra que se les cruza en el camino. Pero no todos estos detalles sensoriales indican que hay un sabroso roedor cerca. Con un cerebro que se enfoca solo en lo importante, las Lechuzas Comunes tienen algo que muchos humanos desearían: una enorme capacidad de concentración. 

Para Mysore, ahora neurocientífico de la Universidad Johns Hopkins en Maryland, la Lechuza Común es el modelo perfecto para investigar cómo distintos tipos de animales filtran las distracciones y logran enfocar su atención. 

“Si logramos entender cómo hacen las Lechuzas Comunes para resolver esta cuestión, podemos comenzar a evaluar cómo eso se traduce en circuitos cerebrales en mamíferos y en humanos, incluidos aquellos en relación con alguna enfermedad”, dice Mysore. Espera que su investigación algún día ayude a desarrollar terapias para el trastorno hiperactivo de déficit de atención (TDAH), que afecta a más de un 11 % de niños en Estados Unidos, y para otras condiciones cognitivas. 

Durante décadas, los científicos que han estudiado la concentración han analizado el cerebro anterior: la región neural en humanos y primates que controla el aprendizaje superior y los procesos de toma de decisiones. Pero la mayoría de los animales necesitan distinguir la información esencial de la innecesaria para poder sobrevivir, y esto le reveló a Mysore que otras partes del cerebro debían participar del proceso. Por eso decidió enfocarse en el mesencéfao, una región antigua responsable por el análisis de sonidos e imágenes. Es también el área dorada de aves como las Lechuzas Comunes, dice Eric Knudsen, neurocientífico de la Universidad de Stanford y uno de los antiguos colaboradores de Mysore: el mesencéfalo de las aves es uno de los más desarrollados entre los vertebrados. Durante los últimos 12 años, Mysore realizó una serie de experimentos para ver si el mesencéfalo de las Lechuzas Comunes realmente lograba bloquear las distracciones.

A diferencia de la mayoría de los sujetos de estudio, las lechuzas no son criaturas dóciles. Mysore lo aprendió de la forma más dura, cuando conoció a sus sujetos en un centro autorizado de cría en cautiverio. “Estaba muy asustado”, cuenta. “No tenía ningún tipo de experiencia trabajando con animales vivos. Ni siquiera había tenido una mascota en toda mi vida”. Cuando fue a la lechucería, las aves chillaban y batían las alas, en una clara advertencia de que se alejara.

A Mysore le llevó cuatro meses aprender a abrazar a las lechuzas contra su pecho para calmarlas. Finalmente, cuando ambas partes se sintieron cómodas, comenzó la experimentación no invasiva. El equipo de Mysore utilizó una pantalla y auriculares especiales para presentar puntos y sonidos a más de una docena de aves criadas en cautiverio. Cuando los sujetos de ojos saltones captaban el estímulo, los científicos monitoreaban su actividad cerebral para ver qué neuronas se activaban y cuáles no participaban del proceso. Esto reveló por qué las lechuzas son especialistas en tomar decisiones rápidas: tienen un conjunto nervioso que parece seleccionar a qué disparadores sensoriales reaccionar, y se une con otras neuronas para maximizar su potencia de procesamiento.

Por ejemplo, una luz débil que brilla a la izquierda de la cabeza de una lechuza puede activar un cierto grupo de neuronas en el mesencéfalo. “Pero ese mismo conjunto de neuronas también responderá a un haz de luz que venga del costado derecho, diciéndole a la lechuza que tiene que prestar atención al estímulo más fuerte”, explica Mysore. Esto ayuda al cerebro de las lechuzas a gestionar comandos y funciones de manera más eficiente. “El cerebro no solo copia y pega información”, dice Mysore. “En realidad utiliza algunas neuronas para hacer un gran esfuerzo, diseccionando en forma constante los puntos que son más importantes para la lechuza”.

En el mundo real, la intrincada red de receptores de la Lechuza Común le ayuda a evaluar la dirección y distancia de su presa, permitiéndole corregir su trayectoria en pleno vuelo a medida que se acerca a una presa móvil. Mysore aún no logró ver esta capacidad en acción, pero espera llevar algunas lechuzas cazadoras a su jardín muy pronto.

Con su nuevo conocimiento sobre aves, Mysore ahora busca las mismas neuronas del mesencéfalo en mamíferos para evaluar qué estímulos pueden hacer fallar la atención. “Una de las cosas que nos encantan es tomar hipótesis que generamos y colaborar con tipos que estudien la atención en humanos para comprender qué es lo que sucede con pacientes reales”, dice. Este es el primer paso para desarrollar nuevas terapias genéticas o farmacéuticas para el TDAH, la enfermedad de Parkinson y síndromes similares, agrega. Lo que comenzó como un pálpito sobre la agudeza mental de una especie de aves podría llevarnos, algún día, a tener un mayor control de nuestras propias mentes.