Varias especies de aves son capaces de imitar el habla humana. Algunos pájaros cantores, córvidos y loros también producen vocalizaciones con las que se comunican. Pero cómo lo logran y si lo hacen de forma similar a los humanos era un misterio. Ahora, un estudio con periquitos publicado en Nature ha empezado a desvelarlo: cuentan con una serie de neuronas dedicadas específicamente a activar su órgano vocal, la siringe. Algunas son tan específicas que se encargan de entonar el canto o producir llamadas más o menos agudas. Lo hacen con una parte de su cerebro diferente, pero por lo demás, el mecanismo es el mismo que el humano.
“Los loros, como los periquitos australianos que aparecen en este estudio, destacan por su increíble capacidad vocal. Pueden imitar diversos sonidos del entorno, incluyendo el habla”, dice en un correo Michael Long, autor sénior de la investigación y docente en la escuela de medicina de la universidad neoyorquina. “Descubrimos que existía una representación de los sonidos vocales en la parte del cerebro análoga a un centro clave de producción del habla en los humanos. Esta es la primera especie no humana en la que se ha observado dicho mapa motor vocal”, añade el doctor Long.
Su descubrimiento va más allá: mediante análisis espectral, comprobaron que había una correlación entre el tipo de vocalización y el patrón de actividad cerebral. Así, un gorgojeo con un tono determinado, más o menos agudo, iba acompañado del disparo de unas neuronas, pero no de otras. En los humanos, la parte del córtex motor dedicada al habla codifica el tono, la frecuencia de la vocalización. En los periquitos esta parte de su cerebro modula el tono gracias a su control de la tensión de las paredes de la siringe. Para Zetian Yang, primer autor de la investigación, existe una correlación entre el tipo de sonido que produce un periquito y el tipo de neuronas que se activan. Preguntado por otras especies emparentadas con los periquitos, Yang reconoce que no se ha investigado, pero cree que “los loros con capacidades vocales similares podrían compartir la misma organización neuronal”.
Las personas pueden hablar, cantar, gritar o susurrar gracias a una serie de neuronas de la región motora de la corteza cerebral que prolongan sus terminaciones hasta el tronco del encéfalo, una verdadera autopista que conecta el cerebro con la médula espinal y todo el resto del sistema nervioso. Aquí, aquellas terminaciones llegan al núcleo ambiguo, encargado de controlar la musculatura de la boca, la faringe y, lo que interesa aquí, la laringe, el órgano vocal humano. La anatomía cerebral de las aves es diferente, así como la vocal. No tienen cuerdas vocales, ellas producen sus cantos con la siringe y las vibraciones de sus paredes. Pero estudios con periquitos incapaces de trinar habían demostrado que su capacidad de vocalizar residía en un homólogo de la corteza cerebral en los mamíferos, llamado núcleo anterior del arcopalio (AAC, por sus siglas en inglés). Aquí, su estimulación eléctrica, inervaba la siringe, devolviéndoles la capacidad de cantar.
Sobre esa base, neurólogos del Centro Médico Langone de la Universidad de Nueva York (Estados Unidos) colocaron unos minúsculos implantes en la cabeza de varios periquitos. Registraron más de mil trinos y decenas de llamadas de cuatro machos (los de la imagen) en diversas sesiones. Vieron así como se activaban determinadas neuronas del AAC y como sus terminaciones llegaban hasta la siringe a través del tallo cerebral. Para confirmar que el origen de esta actividad no era otro, la grabaron también mientras escuchaban el trino de otros ejemplares o en momentos de silencio. Vieron además cómo reutilizaban los mismos conjuntos neuronales cuando reproducían sonidos muy similares.
Joshua Neunuebel, neurocientífico de la Universidad de Delaware (Estados Unidos) escribe un comentario también en Nature sobre el alcance del estudio con estos periquitos. Primero recuerda las diferencias que hay entre las distintas especies: “Los humanos poseen una flexibilidad vocal inigualable para el habla, los loros se destacan en la imitación y los pinzones cebra [usados como grupo de control en el estudio] producen canciones estereotipadas con sílabas fijas”. Aun así, se queda con lo que tienen en común. A pesar de las diferencias anatómicas, “la organización neuronal fundamental desde el cerebro anterior, a través del tronco encefálico, hasta el órgano vocal se mantiene, lo que demuestra cómo se han adaptado arquitecturas similares a lo largo de la evolución para producir comportamientos vocales únicos”.
Comprender el habla humana
Esa idea de la convergencia evolutiva desde punto diferentes la demostró la publicación reciente de varios trabajos sobre el cerebro de mamíferos, aves y reptiles. Fernando García Moreno, investigador Ikerbasque del Achucarro Basque Center for Neuroscience y principal autor de dos de estos estudios, destaca este proceso: “Los loros pueden imitar nuestra manera de hablar, pero sus cerebros controlan la vocalización con partes cerebrales diferentes a los humanos. Mientras que los humanos usan el neocórtex, los periquitos lo hacen mediante el núcleo anterior del arcopalio, una región evolutivamente relacionada con la amígdala del cerebro humano”.
Para García Moreno es sorprendente la similitud de los circuitos vocales a pesar de que los protagonistas cerebrales sean distintos. Sus trabajos, publicados en Science, encontraron que las neuronas y los circuitos en regiones cerebrales jerárquicamente elevadas evolucionaron de forma independiente en mamíferos y aves, pero convergiendo en funciones similares. Este estudio, añade, “muestra que aun evolucionando de modo independiente, la fisiología del habla es muy similar en los dos grupos de especies, por tanto, el fundamento biológico del habla puede entenderse igualmente en periquitos y humanos”. “Estudiar a estos pequeños loros podría ayudar a comprender mejor la producción vocal en los humanos, tanto en el habla normal como en los trastornos relacionados”, añade.
Esa es una de las ideas finales que aportan los autores del estudio de los periquitos: apoyarnos en ellos para comprender mejor el habla humana y aquellos trastornos que impiden a algunos hablar. La otra es el sueño de entender qué dicen en sus trinos. En el futuro, dice el doctor Long, “nos gustaría utilizar métodos avanzados de aprendizaje automático para traducir los sonidos que emiten los periquitos en objetos o acciones”. “Nos interesan los procesos cognitivos que les permiten acceder a sonidos específicos; estos procesos son similares a los que nos permiten pensar en una palabra, y estos cálculos fallan en trastornos de la comunicación como la afasia”, termina.
