El subestimado cerebro de los pájaros

El primer estudio que mide significativamente la masa cerebral de las aves concluye que estas poseen proporcionalmente en sus pequeños cerebros más neuronas que los mamíferos y los primates.

Ara ararauna, una de las especies implicadas en el estudio

Ara ararauna, una de las especies implicadas en el estudio

Foto: AP

Héctor Rodríguez

15 de junio de 2016

Un pájaro y un mono bien podrían ilustrar las diferencias entre las distintas capacidades craneales de aves y mamíferos: mientras que el cerebro de un guacamayo, una especie de loro de la familia de los psittaciformes, tiene el tamaño de una nuez sin cáscara, el de un macaco correspondería a un cerebro del tamaño aproximado de un limón. Sin embargo, pese a lo que en primera instancia parecería más lógico, es el primero el que posee más neuronas en su cerebro anterior, es decir, la parte del cerebro asociada con el comportamiento inteligente.

Este es uno de los sorprendentes resultados arrojados por el primer estudio encaminado a medir sistemáticamente el número de neuronas en los cerebros de más de 20 de especies de aves, en el que se han contemplado desde aves de pequeño porte, como el pinzón cebra, hasta el emú, de casi unos 2 metros de altura.

De este modo, en el artículo "Birds have primate-like numbers of neurons in the forebrain" publicado recientemente en la publicación oficial de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos, se concluye que las aves poseen de forma generalizada más neuronas por unidad de masa cerebral que los mamíferos e incluso que los primates de su mismo tamaño.

Listo como un pájaro

"Durante mucho tiempo decir de alguien que tenía un cerebro de pájaro, se encontraba muy lejos de ser un cumplido, ahora resulta que deber ser eso precisamente” comenta la neurocientífica de la Universidad de Vanderbilt, Suzana Herculano-Houzel, autora principal del artículo junto a Pavel Němec, de la Universidad Carolina en Praga.

Su estudio proporciona una respuesta directa al rompecabezas que los neuroanatomistas comparativos han tratado de descifrar durante más de una década: ¿cómo pueden las aves con sus pequeños cerebros realizar comportamientos cognitivos complejos?

¿Cómo pueden las aves con sus pequeños cerebros realizar comportamientos cognitivos complejos?

El misterio tiene su origen en una serie de estudios en los cuales se comparaban directamente las capacidades cognitivas de los loros y los cuervos con las de algunos primates. Las investigaciones encontraron que las aves podían fabricar y usar herramientas, utilizar conocimientos para resolver problemas, hacer inferencias acerca de las relaciones causa-efecto, reconocerse a sí mismas en un espejo e incluso planificar las necesidades futuras o hacer gala de otras habilidades cognitivas que antes se consideraban exclusivamente del dominio de los primates.

Colección de cerebros de aves usados en el estudio (psittaciformes)

Para cada especie, el total del número total de neuronas -en millones- de su cerebro, se muestra en amarillo, el de su cerebro anterior (Palio) en azul, y su masa cerebral en gramos se muestra en rojo.

En su momento, la explicación más plausible para los científicos era que los cerebros de las aves debían de estar conectados de una manera completamente diferente al de los primates. Hace dos años sin embargo, estas hipótesis fueron descartadas por una investigación realizada con palomas, la cual, concluía de hecho, que estas conexiones eran bastante similares.

Ahora, este nuevo estudio realizado en la Universidad de Vanderbilt proporciona una explicación más pertinente: las aves pueden realizar este tipo de conductas complejas debido a que sus cerebros anteriores contienen muchas más neuronas de las que se pensaba; tantas al menos como los primates de tamaño medio.

“Las neuronas en el cerebro de las aves son mucho más pequeñas, se encuentran más densamente empaquetadas y en un mayor número que en el de los mamíferos”

“Hemos encontrado que las aves, especialmente los pájaros cantores y los loros tienen, sorprendentemente, un gran número de neuronas en su palio (la parte del cerebro que corresponde a la corteza cerebral) que es compatible con las funciones cognitivas superiores, tales como la planificación para el futuro o la búsqueda de patrones. Eso explica por qué presentan niveles tan altos de cognición", explica Herculano-Houzel, quien recientemente se unió al departamento de psicología de la Universiad de Vanderbilt.

Colección de cerebros de aves usados en el estudio (pájaros de canto)

Para cada especie, el total del número total de neuronas -en millones- de su cerebro, se muestra en amarillo, el de su cerebro anterior (Palio) en azul, y su masa cerebral en gramos se muestra en rojo,

Esto es posible debido a que las neuronas de las aves son mucho más pequeñas, se encuentran más densamente empaquetadas y en un mayor número que en el de los mamíferos. El de los loros y los pájaros cantores, por ejemplo, contienen aproximadamente el doble de neuronas que los cerebros de primates de similar masa cerebral y de dos a cuatro veces más en el caso de los roedores.

"En el diseño de un cerebro, la naturaleza tiene dos parámetros con los que jugar: el tamaño y número de neuronas y la distribución de las neuronas a través de diferentes centros neurálgicos del cerebro", explica Herculano-Houzel. "En el caso de las aves nos encontramos con que la naturaleza ha utilizado los dos" añade.

No importa el tamaño

A pesar de reconocer que la relación entre la inteligencia y el número de neuronas todavía no se ha establecido firmemente, Herculano-Houzel y sus colegas argumentan que un cerebro de las aves con numero igual o superior de neuronas que el de los primates, potencialmente puede proporcionar a las primeras una mayor capacidad cognitiva por unidad de masa cerebral con respecto a los mamíferos.

Una de las consecuencias más importantes del estudio, según los neurólogos, es que en él se demuestra que la naturaleza tiene más de una manera de construir un cerebro. Anteriormente los neuroanatomistas relacionaban proporcionalmente tamaño del cerebro y el numero de neuronas. Sin embargo según Herculano-Houzel: “los cerebros de las aves muestran que hay otras maneras en que las neuronas pueden conectarse: el hecho de que las neuronas de las aves sean más pequeñas y se encuentren conectadas localmente, hace que su cerebro sea más compacto”, explica.

Este sorprendente estudio conlleva otras preguntas asociadas: ¿este alto número de neuronas hace que las aves tengan un coste energético más alto? ¿Las pequeñas neuronas de los cerebros de aves responden a la selección natural debido a la capacidad de volar?

Herculano-Houzel espera que los resultados del estudio y las preguntas que plantea estimulen a otros neurocientíficos a explorar los misterios del cerebro de las aves, especialmente cómo su conducta se compara con la de los mamíferos de similar número de neuronas o tamaño cerebral.