La memoria defectuosa a veces nos supera, como cuando luchamos por encontrar un par de llaves o un teléfono perdido. Hay buenas razones para invertir en investigaciones recientes sobre el humilde carbonero, que aparentemente tiene la mente de una trampa de acero. De hecho, estas aves pueden recordar cosas tan bien que podrían ayudarnos a comprender cómo toma forma un recuerdo.
Investigadores del Instituto Zuckerman de la Universidad de Columbia observaron más de cerca los cerebros de los carboneros de gorra negra, un esfuerzo que ha generado una emocionante revelación sobre la creación de recuerdos.
Resulta que la actividad neuronal en el cerebro de los carboneros les permite almacenar recuerdos de ubicaciones en forma de distintos «códigos de barras». Los investigadores creen que esta actividad puede ocurrir incluso en el cerebro de otros animales y en el cerebro humano. Sus hallazgos han sido detallados en un nuevo documento publicado en el diario Celúla.
Memorizar para sobrevivir
La capacidad de los carboneros de memorizar miles de ubicaciones al día resulta útil durante el invierno; mientras que otras aves migran durante este tiempo, los carboneros no lo hacen. Recordar el lugar exacto donde escondieron la comida durante los meses más cálidos es esencial para su supervivencia.
Como todos los demás vertebrados (incluidos los humanos), los carboneros poseen una hipocampo, una estructura cerebral vital que facilita la memoria. Sin embargo, la actividad neuronal específica en el hipocampo que codifica los recuerdos ha eludido a los científicos.
«La pregunta que estamos tratando de responder es: ‘¿Qué es físicamente un recuerdo?'», dijo Selmaan Chettih, coprimer autor del estudio. en un comunicado de prensa.
Para encontrar una explicación a este enigma, el equipo de investigación se volvió hacia los carboneros. Construyeron arenas interiores para que las aves escondieran comida, observando sus cerebros en el proceso.
«Los científicos se han maravillado con la memoria de estas aves durante décadas, pero lo que ha sido un misterio es qué estaba sucediendo en sus cerebros para respaldar estos recuerdos», dijo Dmitriy Aronov, investigador principal del Instituto Zuckerman y profesor asistente de neurociencia en el Colegio de Médicos y Cirujanos Vagelos de Columbia, en un comunicado de prensa. «Ahora tenemos a nuestra disposición herramientas de registro neuronal y seguimiento del comportamiento para avanzar en nuestro conocimiento de cómo estas aves son capaces de realizar estas hazañas de memoria».
Formando los códigos de barras
En los experimentos, un carbonero de cabeza negra escondía semillas de girasol en los agujeros de la arena mientras el equipo monitoreaba la actividad en su hipocampo. También se instalaron seis cámaras para registrar los movimientos de las aves y un sistema de inteligencia artificial las rastreó mientras almacenaban y recuperaban semillas.
El equipo descubrió que cuando un carbonero almacenaba una semilla, las neuronas del hipocampo se activaban en un patrón repentino que luego se reactivaba cuando el ave recuperaba ese alimento específico.
«Estos son patrones de actividad muy sorprendentes, pero son muy breves: sólo duran alrededor de un segundo en promedio», dijo Chettih. «Si no supieras exactamente cuándo y por qué sucedieron, sería muy fácil pasarlos por alto».
Al examinar sus datos, el equipo concluyó que describir estos patrones como «códigos de barras» neuronales parecía apropiado.
Según los investigadores, los patrones de códigos de barras existen independientemente de la actividad de las células de lugar, que son neuronas del hipocampo que codifican recuerdos de ubicaciones. Cada código de barras representa un evento distinto de almacenamiento en caché de alimentos, incluso cuando los alijos se almacenan en el mismo lugar en diferentes momentos o cuando se realizan varios alijos cerca uno del otro en rápida sucesión.
“Descubrimos que las células de lugar en realidad no cambian cuando las aves forman nuevos recuerdos. En cambio, durante el almacenamiento en caché de alimentos, hay patrones de actividad adicionales más allá de los observados con las células de lugar”, dijo Aronov.
Una de las preguntas que quedan para los investigadores es si el proceso de codificación de barras es algo común en otros animales y humanos, algo que futuros estudios esperan resolver.
«Si piensas en cómo las personas se definen a sí mismas, quiénes creen que son, su sentido de sí mismas, entonces los recuerdos episódicos de eventos particulares son fundamentales para eso», dijo Chettih. «Eso es lo que estamos tratando de entender».
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