Los perros procesan cantidades numéricas en una región cerebral similar a la de los humanos

domingo, diciembre 22, 2019

Los perros procesan espontáneamente cantidades numéricas básicas, utilizando una parte distinta de sus cerebros que corresponde estrechamente a las regiones neuronales sensibles a los números en humanos, muestra un estudio de la Universidad de Emory.




Biology Letters publicó los resultados, que sugieren que un mecanismo neuronal común se ha conservado profundamente a lo largo de la evolución de los mamíferos.

"Nuestro trabajo no solo muestra que los perros usan una parte similar de su cerebro para procesar números de objetos como lo hacen los humanos, sino que demuestra que no necesitan ser entrenados para hacerlo", dice Gregory Berns, profesor de psicología de Emory y autor principal del estudio.

"Comprender los mecanismos neuronales, tanto en humanos como en todas las especies, nos da una idea de cómo evolucionaron nuestros cerebros con el tiempo y cómo funcionan ahora", dice la coautora Stella Lourenco, profesora asociada de psicología en Emory.

Estas ideas, agrega Lourenco, pueden algún día conducir a aplicaciones prácticas como el tratamiento de anomalías cerebrales y la mejora de los sistemas de inteligencia artificial.

Lauren Aulet, candidata a doctorado en el laboratorio de Lourenco, es la primera autora del estudio.

El estudio utilizó imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI) para escanear los cerebros de los perros mientras veían números variables de puntos en una pantalla. Los resultados mostraron que la corteza parietotemporal de los perros respondió a las diferencias en el número de puntos. Los investigadores mantuvieron constante el área total de los puntos, demostrando que fue la cantidad de puntos, no el tamaño, lo que generó la respuesta.

El sistema de números aproximados admite la capacidad de estimar rápidamente una cantidad de objetos en una escena, como la cantidad de depredadores que se acercan o la cantidad de comida disponible para buscar comida. La evidencia sugiere que los humanos recurren principalmente a su corteza parietal para esta capacidad, que está presente incluso en la infancia.

Esta sensibilidad básica a la información numérica, conocida como numerosidad, no se basa en el pensamiento simbólico o el entrenamiento y parece estar muy extendida en todo el reino animal. Sin embargo, gran parte de la investigación en no humanos ha involucrado un entrenamiento intensivo de los sujetos.

Investigaciones previas, por ejemplo, han encontrado que neuronas particulares en la corteza parietal de los monos están sintonizadas con valores numéricos. Tales estudios no habían aclarado si la numerosidad es un sistema espontáneo en primates no humanos, porque los sujetos se sometieron a muchos ensayos y recibieron recompensas por seleccionar escenas con un mayor número de puntos en preparación para los experimentos.

Los estudios de comportamiento en perros que fueron entrenados en la tarea de discriminar entre diferentes cantidades de objetos también han indicado que los perros son sensibles a la numerosidad.

Los investigadores de Emory querían profundizar en las bases neuronales de la percepción del número canino usando fMRI.

Berns es fundador del Proyecto Perro, que investiga preguntas evolutivas que rodean al mejor y más viejo amigo del hombre. El proyecto fue el primero en entrenar perros para ingresar voluntariamente a un escáner fMRI y permanecer inmóvil durante el escaneo, sin restricciones ni sedación.

Lourenco investiga principalmente la percepción visual humana, la cognición y el desarrollo.

Once perros de diferentes razas participaron en los experimentos actuales de fMRI. Los perros no recibieron entrenamiento avanzado en numerosidad. Después de ingresar al fMRI, vieron pasivamente las matrices de puntos que variaban en valor numérico. Ocho de los 11 perros mostraron una mayor activación en la corteza parietotemporal cuando la relación entre los conjuntos de puntos alternos era más diferente que cuando los valores numéricos eran constantes.

"Fuimos directamente a la fuente, observando los cerebros de los perros, para obtener una comprensión directa de lo que estaban haciendo sus neuronas cuando los perros vieron cantidades variables de puntos", dice Aulet. "Eso nos permitió evitar las debilidades de estudios de comportamiento previos de perros y algunas otras especies".

Berns señala que los humanos y los perros están separados por 80 millones de años de evolución. "Nuestros resultados proporcionan algunas de las pruebas más sólidas de que la numerosidad es un mecanismo neural compartido que se remonta al menos hasta ese momento", dice.

A diferencia de los perros y otros animales, los humanos pueden construir sobre la numerosidad básica para hacer matemáticas más complejas, basándose principalmente en la corteza prefrontal. "Parte de la razón por la que podemos hacer cálculo y álgebra es porque tenemos esta habilidad fundamental para la numerosidad que compartimos con otros animales", dice Aulet. "Estoy interesado en aprender cómo evolucionamos esa mayor habilidad matemática y cómo estas habilidades se desarrollan con el tiempo en las personas, comenzando con la numerosidad básica en la infancia".

Otros autores del estudio incluyen a Veronica Chiu y Ashley Prichard, estudiantes graduados de Emory en psicología, y Mark Spivak, CEO de la terapia integral de mascotas. Spivak y Berns cofundaron Dog Star Technologies para desarrollar técnicas para estudiar cómo los perros perciben el mundo.

El trabajo fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud, el Fondo John Merck y la Oficina de Investigación Naval.



Fuente y enlace de investigación:  

Lauren S. Aulet, Veronica C. Chiu, Ashley Prichard, Mark Spivak, Stella F. Lourenco, Gregory S. Berns. Sentido de la cantidad canina: evidencia de activación dependiente de la relación numérica en la corteza parietotemporal . Biology Letters , 2019

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