Cuando los pájaros duermen, ¿con qué cantan?

SANTIAGO FLÓREZ: Soy Santiago Flórez y esto es Science Friday. Cuando los pájaros duermen, ¿con qué sueñan? Investigadores de la Universidad de Buenos Aires recientemente publicaron estudios sobre los sueños de los benteveos, una especie de aves que se pueden ver en casi todos los países del continente americano, desde el Valle del Río Grande en Texas hasta la Patagonia, en el sur de la Argentina.

Esta especie también es conocida como los bichofue, el cristofue, el pecho amarillo, la chucha fría, entre muchos otros nombres. Resulta que la siringe, es decir, la caja vocal de los pájaros, se mueve silenciosamente mientras estos duermen. De manera similar a como los perros mueven sus patas como si estuvieran corriendo cuando están dormidos. Estos científicos han descubierto una manera de traducir ese movimiento en sonido. Es decir, que ahora podemos escuchar una simulación de los pájaros cantar mientras duermen.

Y esto nos puede dar algunas pistas sobre lo que está pasando en sus mentes. Hoy nos acompaña el doctor Gabriel Mindlin, profesor de física en la Universidad de Buenos Aires, en Argentina. Gabriel, bienvenido a Science Friday.

GABRIEL MINDLIN: Gracias a ustedes.

SANTIAGO FLÓREZ: Empecemos por la pregunta que todos tenemos. ¿Cómo sabemos que las aves sueñan?

GABRIEL MINDLIN: Sí. El resultado de que las aves practican en su cerebro el canto mientras duermen es un resultado que tiene cerca de 20 años. Ese descubrimiento lo hizo un científico de la Universidad de Chicago que se llama Dan Margolias. Yo por mi lado, hace 20 años, también trabajo en la física de la producción vocal en aves. Cómo hacen las aves para generar su canto.

Y hace aproximadamente 4 años nosotros encontramos que cuando el ave duerme, esas prácticas cerebrales que ocurren cuando el ave está durmiendo, bajan hasta los músculos del aparato vocal, de manera tal que al descubrir que esa actividad del cerebro bajaba hasta los músculos siringios pudimos sintetizar canto y de esa manera escuchar con qué están soñando las aves.

SANTIAGO FLÓREZ: ¿Y entonces con qué sueñan?

GABRIEL MINDLIN: Bueno, sueñan que cantan.

SANTIAGO FLÓREZ: Gabriel, cuéntanos qué pasó por tu cabeza la primera vez que oíste el sueño de un pájaro.

GABRIEL MINDLIN: Bueno, la verdad es que la primera vez que lo escuché me puse a reír y no podía parar de reír en toda la mañana. Me causó muchísima gracia. Pensaba, estoy escuchando el sueño de un ave. No lo podía creer. De alguna manera tú estudias toda tu carrera y trabajas durante años para un momento como ese, que dices, la naturaleza me está regalando este privilegio, me está dando este regalo de poder saber qué es lo que está soñando un pájaro, que es un animal tan distante a nosotros.

Y luego también me pasó otra experiencia así personal importante, cuando la primera vez que grabamos y que sintetizamos una pesadilla trabajando con el benteveo. Ellos hacen una vocalización que se conoce como el trino y esa vocalización la hacen cuando se están peleando territorialmente. Y cuando lo hacen durante el día, al mismo tiempo que generan ese trino, levantan las plumas así de una manera muy amenazante. Y bueno, mirando de noche la actividad para esta especie, en un momento dado, el tesista que estaba trabajando conmigo me dice, mira, tenemos aquí un trino. Y mirando la cámara que graba en forma infrarroja lo que está pasando en el laboratorio mientras, se veía el animal con sus ojos cerrados, totalmente dormido, pero levantando las plumas así.

Estaba teniendo literalmente una pesadilla. Y eso fue un momento de mucha empatía. Digo, pobre animalito, este. Estará ahí, normalmente en un bosque oscuro, teniendo pesadillas, con peleas con sus vecinos.

SANTIAGO FLÓREZ: ¿Y sabemos de otros animales que tengan pesadillas?

GABRIEL MINDLIN: Mira, tengo entendido que hay colegas que están trabajando con pulpos y que están viendo comportamientos parecidos. Los pulpos cuando tienen pesadillas, cambian de color, tienen comportamientos miméticos así muy espectaculares y creo que ellos están trabajando en cosas parecidas.

SANTIAGO FLÓREZ: Pero entonces, si hay varios animales que sueñan, e incluso tienen pesadillas, ¿por qué estudiar los sueños de las aves?

GABRIEL MINDLIN: Una de las grandes ventajas del tema de pájaros es que las partes que están dedicadas al canto están bien separaditas del resto del cerebro. En el cerebro humano todo está muy mezclado. En las aves existe lo que se llama el sistema del canto, un conjunto de núcleos neuronales, un conjuntos de pelotones de neuronas que están muy dedicadas a la producción del canto. Entonces, cuando tú ves patrones de actividad en esa zona, es porque, o están generando canto o están practicando durante la noche mientras duermen esos gestos que van a generar durante el día.

SANTIAGO FLÓREZ: Escuchemos cómo suena la canción sintética de un pájaro mientras duerme.

[CANTO DE PÁJARO]

Esos sonidos hacen parte más de una colección de 100 archivos producidos por Gabriel y su equipo. Ellos, ni en la actividad muscular de la siringe de las aves mientras duermen y usan diversos parámetros y ecuaciones matemáticas para crear un sonido sintético. Gabriel, cuéntanos, ¿cómo miden la actividad muscular del pájaro mientras está durmiendo?

GABRIEL MINDLIN: Bueno, para medir la actividad muscular, lo que se hace es una cirugía en la que se implantan unos delicadísimos electrodos cuyas señales luego son amplificadas en una mochilita que lleva el animal y de ahí se registra a una computadora. Son cirugías muy delicadas, porque no solamente hay una cuestión ética de que no hay que generar dolor, obviamente, en los animales, sino que además, cuando el ave se recupere, tiene que sentirse con espíritu de ponerse a cantar.

Los machos les cantan a las hembras para seducirlas y entonces tienen que estar de buen humor para querer cantarle a la hembra. Entonces, esas mediciones son recogidas por lo que se llama una placa de adquisición y de ahí se graban en la computadora. Y una vez que tú tienes esas señales eléctricas que ahora son señales, en un lenguaje de unos y ceros entran en nuestros modelos matemáticos. Son modelos que emulan los procesos físicos que ocurren en la siringe, en el aparato vocal aviar.

Se integran matemáticamente y lo que obtienes a la salida es, de todo ese proceso, es un archivo que puedes escuchar directamente en tu ordenador.

SANTIAGO FLÓREZ: Oigamos ahora el canto de un benteveo.

[CANTO DE PÁJARO]

Y ahora oigamos la reproducción sintética del canto.

[CANTO DE PÁJARO]

Estos sonidos son diferentes. Uno es producido por el animal y el otro es producido por un computador, usando la medición de los movimientos musculares del ave. Pero Gabriel, me queda una duda. ¿Cómo saben que al tomar estas mediciones no están cambiando los resultados?

GABRIEL MINDLIN: Es una buena pregunta, porque tú cuando tomas una medición nunca sabes en qué medida estás afectando el comportamiento. Nosotros pensamos que no, porque cuando nosotros insertamos los electrodos y medimos durante el día lo que cantaban el día anterior a la cirugía y lo que cantan el día posterior a la cirugía es idéntico. Entonces, desde el punto de vista del comportamiento, sabemos que no altera ni su disposición ni su habilidad de cantar. Entonces tenemos la hipótesis firme de que entonces también cuando medimos de noche, estamos midiendo sin afectar lo que se ejecuta.

Pero siempre existe lo que se conoce en ciencia como el refinamiento, que todo el tiempo está tratando de poner electrodos más pequeños técnicas menos invasivas. Y eso es uno de los principios rectores de la investigación. Tratar siempre de que haya un refinamiento tanto para que sea menos molesto para el animal como para que tengas menos posibilidades de estar afectando el comportamiento.

SANTIAGO FLÓREZ: Y cuando tienen todos los datos, ¿cómo entrenan al computador para que reproduzca los sonidos?

GABRIEL MINDLIN: Sí. En realidad el ajuste de los parámetros que tienes que hacer es algo que te va llevando mucho tiempo, pero lo tienes que hacer una vez por especie, básicamente. O sea, que tú trabajas con el diamante mandarín, trabajas con el canario. O en el caso este de nuestro trabajo más reciente, con el benteveo. Y tienes que hacer todo un ajuste de esa física de los parámetros y luego ya sí, alimentarlo con la señal del experimento y generar el sonido.

SANTIAGO FLÓREZ: ¿Y cuántos datos necesitan?

GABRIEL MINDLIN: Bueno, mirá, nosotros en esta publicación son 95 cantos, o sea, 95 registros de actividad muscular mientras el ave cantaba y luego 100 y pico, creo que fueron 103 registros del ave durmiendo para estos 2 animales.

SANTIAGO FLÓREZ: Es decir, entre más datos mejor.

GABRIEL MINDLIN: Sí, además puedes cuantificar para qué sirve. Porque cuando tú tienes, por ejemplo, un ave que aprende, como el canario o el diamante mandarín, tú tienes prácticas que parecen mucho los gestos que se utilizan durante el canto, pero cuando tienes un ave de las que se conocen como subocinas que son aves que no aprenden. Entonces, lo que notamos es que los sueños son más parecidos a lo que utilizan realmente cuando cantan.

SANTIAGO FLÓREZ: Entonces, si te entiendo, la gran pregunta acá es ¿por qué los animales soñamos? Para aprender, ¿soñamos para recordar o soñamos por algo más?

GABRIEL MINDLIN: Es exactamente así. Una de las grandes preguntas de este tema es si el sueño es un mecanismo de consolidación, preservación o adquisición de las memorias. Y es una pregunta que todavía está abierta. Es lo que motivó en los estudios originales de los que te hablaba al comienzo de la entrevista por Dan Margoliash. Pero justamente nuestro trabajo pone una perspectiva, un signo de interrogación a este problema, porque los primeros estudios se hicieron en aves que aprenden a vocalizar y ahí se vio que había sueños.

Nosotros nos pusimos a mirar el problema de estas aves, subocinas que no aprenden bajo la hipótesis de que no íbamos a encontrar replay. Y sin embargo nos encontramos con la existencia de sueños. Son más aburridos que los sueños de las aves que aprenden. Son mucho más similares a lo que son sus gestos cuando cantan, pero aún así no dejan de ser sueños. Entonces la pregunta queda abierta. ¿Para qué sirven los sueños cuando no hay aprendizaje?

SANTIAGO FLÓREZ: Gabriel, cuéntame. ¿Ha cambiado tu perspectiva saber que los pájaros sueñan y tienen pesadillas?

GABRIEL MINDLIN: Bueno, definitivamente para mí fue una experiencia que un poco ha cambiado mi perspectiva. Yo siempre he pensado en la distancia entre el humano y las aves como una distancia enorme. Siempre he pensado especies tan lejanas a nosotros. Y luego de estos trabajos, lo que me doy cuenta es que tenemos mucho más en común de lo que queremos reconocer.

SANTIAGO FLÓREZ: ¿Qué se siente tener esta ventana a la mente de un pájaro?

GABRIEL MINDLIN: A mí me parece que, justamente, eso es lo maravilloso de esto. Que la física integrada con la biología te permite tener una ventana para mirar cuantitativamente lo que ocurre en el cerebro. Porque en particular el mundo de los sueños uno lo tiene como algo muy cercano, pero al mismo tiempo es muy elusivo. Uno le cuesta, le cuesta recordar los sueños, le cuesta realmente después registrar qué es lo que ocurrió. Y aquí esto nos abre una puerta para cuantitativamente decir esto es exactamente lo que estaba soñando y así es como suena y lo puedes medir y lo puedes guardar lo puedes registrar.

Te imaginas lo que sería si algún día nosotros podemos grabar nuestros propios sueños.

SANTIAGO FLÓREZ: Gabriel, tú has estado estudiando la física, del canto de los pájaros durante 20 años.

GABRIEL MINDLIN: Sí.

SANTIAGO FLÓREZ: ¿Qué te atrajo a este campo?

GABRIEL MINDLIN: Mira, originalmente yo trabajaba en la física de la producción vocal humana. Una vez visitando la Universidad de Rockefeller en Nueva York, me encuentro con colegas que me preguntan por el modelo del canto de las aves. Y a mí me pareció insólito que hubiera científicos trabajando en el canto de las aves. Y ahí me explican que es un tema que en neurociencias es tan interesante porque es un modelo sobre cómo se aprende a vocalizar. Pero lo que más me atrajo a mí es que la física no solamente es muy interesante, sino que puedes medir en detalle cómo está operando ese sistema.

Y existen 10,000 especies de aves, muchas de las cuales, para encontrar su lugar en el paisaje acústico, su nicho, desarrolla mecanismos físicos completamente diversos. Entonces, hay una física, una dinámica y una matemática maravillosa que es sorprendente de especie a especie que vas investigando. Entonces, me pasa todo el tiempo. Yo vivo en Argentina, que me encuentro con aves y especies que han sido poco estudiadas y que tienen vocalizaciones absolutamente insólitas. Y me pregunto, ¿y cómo generan este sonido?

Y cuando te metes a estudiar uno de esos, casos, te encuentras con sorpresas, una física nueva, diferente. Entonces, es una manera de estudiar la maravilla de la evolución desde un problema particular que es el sonido.

SANTIAGO FLÓREZ: ¿Cuál es el siguiente paso de la investigación?

GABRIEL MINDLIN: Mira, yo tengo ganas de refinar los mecanismos que nos permiten hacer esto en aves oscinas. Que son aquellas aves que aprenden. Y luego lo que tengo mucho interés en hacer es en estudiar la interacción de un ave cuando escucha su propio sueño. Es decir, hasta ahora los sueños son aquello que hacen silenciosamente y se lo quedan bien guardadito, bien calladito. Yo lo que quisiera ver es qué es lo que ocurre en el proceso de aprendizaje o manutención del canto, si están expuestas a esos sueños, si se exhiben, si los pueden escuchar físicamente.

Y bueno, eso en parte es en lo que estoy trabajando ahora. Manipulación del aprendizaje a través de la exposición a los propios sueños.

SANTIAGO FLÓREZ: Gabriel, muchas gracias por acompañarnos hoy y hasta la próxima.

GABRIEL MINDLIN: Gracias a ustedes.