Los pinzones cebra nos enseñan a aprender

Por Christina Phillis.

El pinzón cebra puede ser el epítome del refrán: no se pueden enseñar trucos nuevos a un perro viejo. Algunos pinzones cebra no conservan la capacidad de aprender nuevas canciones a medida que envejecen, pero las razones no son las que cabría esperar. Sorprendentemente, los pinzones sólo pierden esta capacidad si recibieron clases particulares en su juventud. Los pinzones a los que no se les enseñaron canciones específicas siguen siendo capaces de aprender. Esta peculiaridad ha sido objeto de un estudio reciente, que ha descubierto que la experiencia puede provocar cambios en la estructura del ADN genómico que, en consecuencia, afectan a la capacidad de aprendizaje.

¿Qué hay en una canción?

El pinzón cebra se encuentra habitualmente en Australia, y sólo los machos pueden aprender y memorizar canciones. Aprenden una única canción de un adulto durante el período crítico de 30 a 65 días después de la eclosión. Esa canción constituye la base de una nueva y única canción que crean y utilizan durante el resto de su vida. Una vez que los pinzones cebra pasan ese periodo crítico, los pinzones juveniles tutelados pierden su capacidad de aprender nuevas canciones y los pinzones no tutelados, curiosamente, conservan su capacidad de aprendizaje.

Para probar su hipótesis, un equipo dirigido por Sarah London, profesora adjunta del Departamento de Psicología de la Universidad de Chicago, aisló a un conjunto de pinzones juveniles macho durante sus períodos críticos. Un segundo conjunto de pájaros recibió clases particulares durante el mismo periodo.

Los investigadores observaron diferentes cambios epigenéticos en los cerebros de los pinzones tutelados frente a los aislados, que se tradujeron en modificaciones de las propiedades estructurales de su ADN genómico. Esto indica un vínculo entre el proceso epigenético que permite que la experiencia desencadene la expresión de los genes, y la expresión de los genes que se requiere para la memorización del canto tutelado.

Los resultados mostraron que los factores reguladores que se sabe que tienen un papel en el aprendizaje y la memoria están sobrerrepresentados en los genes de las aves aisladas.

Técnicamente hablando

Detrás de todos estos complejos procesos está la presencia confirmada de una señal neuronal específica en el cerebro de los pinzones cebra juveniles: la cascada de la diana mecánica de la rapamicina o mTOR. Cuando los pájaros escuchan una canción, la cascada mTOR se activa.

Teníamos pruebas de otros estudios de laboratorio de que la inhibición de mTOR perturbaba los eventos de aprendizaje, y teníamos pruebas de que su activación también lo hacía, pero no una buena comparación. Queríamos comprobar directamente la activación y la inhibición en el mismo experimento, explica London.

El equipo analizó los patrones de canto de los tutores adultos y de sus pupilos juveniles mediante un software diseñado para la comparación vocal. Cuando los investigadores potenciaron o inhibieron la activación de mTOR, ambas acciones provocaron una disminución de la capacidad del ave para imitar el canto del adulto. Cuando se modificó la activación de mTOR, los pájaros juveniles conservaron la capacidad de aprender canciones, pero no pudieron reproducir estructuras de canto completas.

Implicaciones futuras

Los resultados de este estudio pueden ayudarnos a comprender mejor las experiencias de los primeros años de vida y sus efectos sobre el comportamiento y las funciones del cerebro. mTOR regula la síntesis de proteínas, un factor importante en la formación de la memoria a largo plazo, y las alteraciones relacionadas con mTOR se asocian con el autismo y otras afecciones relacionadas con la memoria.

En los últimos 5 a 10 años, parece haber una convergencia en la cascada mTOR como un proceso común perturbado en los trastornos del espectro autista. No estamos investigando el autismo per se, pero lo que nos llamó la atención fue que los pinzones cebra modelan un tipo de situación similar, donde hay un evento de desarrollo que requiere interacciones sociales, y un comportamiento de comunicación que es difícil de estudiar en roedores que no suelen aprender vocalizaciones, dijo London.