Ya sea charlando con amigos en una cena o administrando una reunión de alto riesgo en el trabajo, comunicarse con otros en un grupo requiere un conjunto complejo de tareas mentales. Nuestro cerebro debe rastrear quién está hablando y qué se dice, así comocuál puede ser nuestra relación con esa persona, porque, después de todo, probablemente le damos más peso a la opinión de nuestro mejor amigo que a la de un completo extraño.
Un estudio publicado hoy en la revista ciencia proporciona la primera visión de cómo los cerebros de los mamíferos sociales procesan este tipo de interacciones grupales complejas.
En el estudio, neurocientíficos de la Universidad de California, Berkeley, utilizaron dispositivos inalámbricos de grabación neuronal para rastrear la actividad cerebral de los murciélagos frugívoros egipcios mientras interactuaban libremente en grupos y ocasionalmente se vocalizaban entre sí a través de chillidos y gruñidos agudos.
"La mayoría de los estudios de comunicación, en particular la vocalización, se realizan típicamente con animales individuales o con parejas de animales, pero básicamente ninguno se ha realizado en entornos grupales reales", dijo el coautor del estudio, Maimon Rose, estudiante de posgrado en NeuroBat.Laboratorio en UC Berkeley. "Sin embargo, muchos mamíferos sociales, incluidos los humanos, suelen interactuar en grupos. A los murciélagos frugívoros egipcios, específicamente, les gusta interactuar dentro de grandes colonias".
Al rastrear cuál de los murciélagos vocalizaba, mientras que simultáneamente midieron la actividad neuronal en tiempo real tanto en los murciélagos que vocalizaban como en los que escuchaban, los investigadores pudieron decodificar cómo las neuronas en las cortezas frontales de los murciélagos distinguían entre las vocalizaciones hechas por ellos mismos y porotros, así como cómo los murciélagos se distinguían entre los diferentes individuos del grupo.
Cuando compararon las grabaciones neuronales entre los diferentes murciélagos, también encontraron que la actividad cerebral se correlacionaba mucho cuando un murciélago hacía una vocalización. Sorprendentemente, encontraron que la comunicación producida por murciélagos que eran "más amigables", aquellos que pasaban más tiempomuy cerca de otros, indujo un mayor grado de correlaciones en los cerebros de los miembros del grupo.
"Otros estudios de neurociencia han intentado examinar pequeñas partes de estas interacciones individualmente. Por ejemplo, un estudio podría examinar cómo responden las neuronas cuando alguien más habla, y luego un estudio separado podría observar cómo responden las neuronas cuando ese individuo habla", dijoEl autor principal del estudio, Michael Yartsev, profesor asistente de neurobiología y bioingeniería en UC Berkeley. "Este estudio es el primero en reunir todas estas piezas para obtener una imagen completa de la comunicación dentro de un grupo social".
Miles de compañeros de cuarto que se pelean
Al igual que los humanos, los murciélagos frugívoros egipcios son criaturas muy sociales. Después de pasar largas noches volando 10 millas o más en busca de fruta madura, estos animales nocturnos pasan las horas del día apiñados en cuevas y grietas estrechas junto con cientos o miles de otros murciélagos. Nosorprendentemente, los estudios sugieren que estos murciélagos normalmente vocalizan para pelear por la comida, el espacio para dormir y los intentos de apareamiento.
"Estos murciélagos son muy longevos, viven unos 25 años, y básicamente toda su vida la pasan en esta vida social grupal", dijo Yartsev. "Entonces, la capacidad de vivir juntos en un grupo y comunicarse conel uno al otro es una característica inherente de sus vidas ".
Incluso en entornos de laboratorio, los murciélagos parecen preferir la comodidad de una multitud, por lo general pasan la mayor parte del tiempo presionados físicamente entre sí en un grupo reducido. En particular, además de hacer ruidos de clic para la ecolocalización, los murciélagos frugívoros egipcios no se involucran encualquier forma de comunicación a larga distancia y parecen vocalizar a otros murciélagos solo cuando están agrupados.
"Si visitas estas cuevas de murciélagos, puedes mirar hacia arriba y ver decenas de miles de animales", dijo Yartsev. "Entonces, realmente no tendría sentido que un murciélago gritara hacia la cueva a otro murciélago."
El hábito de los murciélagos de solo vocalizar dentro de grupos sociales apretados los convierte en sujetos ideales para estudiar la comunicación grupal porque, si un murciélago grita mientras está en un grupo, es muy probable que esa llamada sea un indicador de que la comunicación social se está produciendo.El comportamiento también planteó uno de los muchos desafíos técnicos para el equipo de investigación, dijo el coautor del estudio, Boaz Styr, investigador postdoctoral en el NeuroBat Lab.
"Un gran problema fue tratar de identificar qué murciélago hizo una vocalización, porque pasan su tiempo en grupos reducidos y a veces se ocultan entre sí", dijo Styr. "A pesar de que teníamos cámaras de alta resolución grabando en diferentes ángulos, y muchosmicrófonos alrededor, podría ser difícil identificar qué murciélago estaba haciendo una llamada en exactamente qué punto ".
Durante los experimentos, se permitió que entre cuatro y ocho murciélagos interactuaran libremente en un recinto oscurecido en el laboratorio, y se les permitió vocalizar espontáneamente. Para identificar con precisión qué murciélago hizo cada vocalización, el equipo desarrolló sensores de vibración inalámbricos que los murciélagos podían usar alrededor.sus cuellos, casi como collares, y que podían detectar las vibraciones creadas cuando un murciélago hacía una llamada.
"Estos sensores de vibración, junto con nuestra capacidad para registrar de forma inalámbrica datos neuronales de varios murciélagos al mismo tiempo, nos permitieron crear este experimento en el que los murciélagos podían comportarse libremente y comunicarse espontáneamente", dijo Styr.las cosas técnicas para trabajar juntas fue extremadamente desafiante, pero nos permitió hacer estas preguntas muy importantes ".
Neuronas para uno mismo y los demás
En un conjunto de experimentos, los investigadores permitieron que grupos de cuatro o cinco murciélagos interactuaran libremente dentro de un recinto oscuro en el laboratorio, mientras monitoreaban cuidadosamente las vocalizaciones y la actividad cerebral de cada murciélago.
Descubrieron que, dentro de la corteza frontal de cada murciélago, un área que se sabe que está involucrada en la mediación de los comportamientos sociales en animales y humanos, se activaban conjuntos separados de neuronas, dependiendo de qué murciélago del grupo vocalizara; en otras palabras, unla vocalización de un murciélago estimularía la actividad en un conjunto de neuronas, mientras que una vocalización de un murciélago diferente estimularía un conjunto diferente de neuronas. Estas correlaciones eran tan fuertes que, después de identificar qué conjuntos de neuronas correspondían a qué murciélago, los investigadores pudieron identificarqué murciélago había vocalizado simplemente al observar la actividad neuronal de los otros murciélagos.
"Lo que les importaba a estas neuronas individuales era, '¿Estoy haciendo la llamada? ¿O alguien más está haciendo la llamada?' Sin importar el tipo de vocalización que fuera", dijo Styr. "Otras neuronas solo eran sensibles a cuando unamurciélago dentro del grupo estaba hablando ".
Un trabajo anterior del NeuroBat Lab ha demostrado que los cerebros de las parejas de murciélagos tienden a sincronizarse cuando socializan. En este estudio, los autores descubrieron que durante la comunicación vocal, todo el grupo se sincroniza. Este efecto no se observó cuando elLos murciélagos simplemente escucharon la reproducción de los mismos sonidos, lo que sugiere que este fenómeno es específico de la comunicación activa que tiene lugar entre los miembros del grupo.
Curiosamente, el grado de correlación entre los cerebros de los miembros del grupo parecía depender de qué murciélago estaba hablando, y algunos murciélagos tenían una sincronización más fuerte con individuos específicos. Sorprendentemente, estos patrones inter-cerebrales duraron semanas, presumiblemente representando relaciones sociales estables entrelos individuales.
Para comprender mejor cómo la dinámica social afecta la actividad cerebral, los investigadores llevaron a cabo una serie de experimentos separados en los que se permitió que ocho murciélagos interactuaran libremente en un recinto más grande. Además de monitorear las vocalizaciones y la actividad neuronal de cada murciélago, también rastrearonla posición espacial de cada murciélago en relación con los otros murciélagos del grupo.
"Los murciélagos pueden reconocer y tener relaciones sociales estables con otros murciélagos individuales, incluso durante largos períodos de tiempo y en diferentes circunstancias", dijo Rose. "Y debido a que teníamos este grupo de murciélagos, decidimos rastrear sus posiciones en unárea para ver si eso nos dice algo sobre sus relaciones sociales: a quién le gusta quién, y quiénes son los murciélagos más sociables y los menos sociables ".
Descubrieron que, mientras que la mayoría de los murciélagos "dentro del grupo" pasaban casi todo el tiempo agrupados con otros murciélagos, un par de murciélagos "fuera del grupo" pasaban más tiempo a un lado, separados del grupo. Sorprendentemente, el equipo también descubrió que el estado dentro o fuera del grupo de un murciélago afectaba la actividad neuronal de los otros murciélagos durante las vocalizaciones.
"Encontramos eso cuando el los murciélagos en el grupo vocalizaron, obtuvieron una representación neuronal mucho más precisa de su identidad en los otros murciélagos y también obtuvieron un nivel mucho más alto de sincronía cerebral dentro del grupo ", dijo Rose.exactamente está sucediendo, parece que el comportamiento de los murciélagos fuera del grupo realmente cambia su representación neuronal en los cerebros de los otros murciélagos ".
Comprender los fundamentos neuronales de por qué algunos individuos pueden navegar con facilidad en casi cualquier situación social, mientras que otros son constantemente marginados o incomprendidos, podría tener importantes implicaciones para mejorar la salud mental humana, dijo Yartsev. Espera que el estudio inspire a los neurocientíficos a tomar una decisión másmirada integral a la comunicación grupal dentro de otros mamíferos sociales.
"A menudo, en neurociencia, nos gusta adoptar un enfoque simplificado y centrarnos en un componente de un proceso complejo a la vez", dijo Yartsev. "Pero en realidad, el mundo social es complejo. Cuando pasamos tiempo con nuestros amigos, hay una gran cantidad de historial de relaciones y bagaje que viene con cada interacción: lo que sucedió ayer, con quién es amiga esa persona, cómo se siente cada persona en el momento. Por lo tanto, analizar las cosas y mirarlas individualmente puede dar una ilusión decontrol pero, de hecho, hacen que sea muy difícil obtener una imagen completa ".
"Nuestros cerebros, y los de los animales, han evolucionado y luchan constantemente con la complejidad de la vida real", agregó Yartsev. "Personalmente creo que para comprender verdaderamente el cerebro, debemos aceptar esta complejidad, en lugar de temerla.y, de hecho, cada vez que lo hacíamos, descubríamos algo nuevo y emocionante. Espero que esto, así como nuestros otros estudios, demuestren que necesitamos estudiar el cerebro en toda su complejidad ".
Los coautores del artículo incluyen a Tobias A. Schmid y Julie E. Elie de UC Berkeley. Esta investigación fue apoyada por los Institutos Nacionales de Salud Premio DP2-DC016163, el Instituto Nacional de Salud Mental Premio 1-R01MH25387-01, la New York Stem Cell Foundation Premio NYSCF-R-NI40, la Fundación Alfred P. Sloan Premio FG-2017-9646, la Brain Research Foundation Premio BRFSG-2017-09, la Beca PackardPremio 2017-66825, la Beca Klingenstein Simons, el Programa de Ciencias Human Frontiers, el Pew Charitable Trust Premio 00029645, la Fundación McKnight, la Fundación Dana y la beca posdoctoral del Programa de Ciencias Human Frontiers.
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