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Qué piensan los animales

Los neurocientíficos están analizando montañas de datos para descubrir el modo en que el cerebro de los animales crea emociones y otros estados internos, como la agresividad o el deseo.

Con la ayuda de larvas de pez cebra, los científicos investigan las células cerebrales que pueden generar estados internos. [Shawn Burgess, NHGRI, dominio público]

En síntesis

Estados internos como el miedo, el hambre o el estrés determinan las acciones de los seres vivos. Durante mucho tiempo se desconocía cómo y dónde se representan estos «estados cerebrales» en el encéfalo.

Gracias a los avances técnicos, ahora es posible medir la actividad neuronal que refleja los estados de ánimo y las necesidades de los animales, y ayuda a que estos se comporten de forma adecuada a las circunstancias.

Estos métodos proporcionan cantidades gigantescas de datos que se evalúan mediante inteligencia artificial. Los hallazgos también podrían resultar útiles en medicina, por ejemplo, para la investigación del dolor.

Hace dos años, Jennifer Li y Drew Rob­son estaban analizando teraoctetos de datos procedentes de un experimento con cerebros de pez cebra, cuando se encontraron con un puñado de células que parecían ser psíquicas. Los dos neurocientíficos tenían pensado cartografiar la actividad cerebral mientras las larvas de pez cebra buscaban alimento y, de esa forma, ver cómo cambiaba la comunicación neuronal. Fue la primera gran prueba de un sistema de microscopía que habían construido en la Universidad Harvard. El sistema les permitía visualizar cada célula del cerebro de las larvas mientras las criaturas, apenas del tamaño de una pestaña, nadaban libremente en una placa de agua de 35 milímetros de diámetro, comiéndose a sus presas microscópicas.

De toda esa montaña de datos emergió la información de un puñado de neuronas que predecían cuándo una larva estaba a punto de atrapar y tragarse un bocado. Algunas de las neuronas incluso se activaban muchos segundos antes de que la larva fijase sus ojos en la presa, según constataron en su estudio.

Había otra cosa que resultaba extraña. Al fijarse con más detalle en los datos, los investigadores se percataron de que las células «psíquicas» se activaban durante un tiempo inusualmente largo (no segundos, como es lo habitual para la mayoría de las neuronas, sino muchos minutos). De hecho, era más o menos el tiempo que duraba la caza de la larva. «Era escalofriante», comenta Li. «Nada tenía sentido.»

Li y Robson revisaron la literatura existente y, poco a poco, fueron dándose cuenta de que las células debían de estar estableciendo un «estado cerebral» general: un patrón de actividad cerebral prolongada que preparaba a las larvas para que prestaran atención a la comida que tenían delante de ellas. Los investigadores descubrieron que en los últimos años otros científicos que habían utilizado otros enfoques y diferentes especies también habían hallado estados cerebrales internos que alteraban el comportamiento del animal, incluso cuando nada había cambiado en su entorno.

Algunos investigadores, como Li y Robson, lo descubrieron de manera fortuita mientras analizaban los datos cerebrales de su experimento. Otros han hipotetizado que deben existir neuronas que codifiquen los estados cerebrales, y las han buscado en regiones cerebrales específicas que han sido objeto de numerosas investigaciones. Por ejemplo, a principios de 2020, el neurobiólogo David Anderson, del Instituto de Tecnología de Cali­fornia (Caltech) en Pasadena, y sus colaboradores identificaron en su trabajo un estado interno del cerebro, representado por una pequeña red de neuronas, que preparaba a las moscas de la fruta para conductas de cortejo o lucha.

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