Las abejas aprenden a leer un sencillo “código Morse”

Biología

Investigadores de la Universidad Queen Mary de Londres han demostrado por primera vez que un insecto —el abejorro Bombus terrestris— puede decidir dónde buscar alimento basándose en la duración de diferentes estímulos visuales. Su artículo se publica en la revista Biology Letters.

En código Morse, un destello de corta duración o “punto” denota la letra “E” y un destello de larga duración, o “raya”, significa la letra “T”. Hasta ahora, la capacidad de discriminar entre “punto” y “raya” sólo se había observado en humanos y otros vertebrados como los macacos o las palomas.

El estudiante de doctorado Alex Davidson y su supervisora, la Dra. Elisabetta Versace, profesora titular de Psicología en Queen Mary, dirigieron un equipo que estudió esta capacidad en las abejas. Construyeron un laberinto especial para entrenar a las abejas a encontrar una recompensa de azúcar en uno de dos círculos parpadeantes, mostrados con una duración de parpadeo larga o corta. Por ejemplo, cuando el parpadeo corto, o “punto”, se asociaba con el azúcar, el parpadeo largo, o “raya”, se asociaba con una sustancia amarga que las abejas detestan.

En cada sala del laberinto, se cambió la posición del estímulo de punto y raya para que las abejas no pudieran guiarse por referencias espaciales. Después de que las abejas aprendieron a dirigirse directamente al círculo intermitente asociado con el azúcar, se las puso a prueba con luces intermitentes pero sin azúcar, para comprobar si sus elecciones se debían a la luz intermitente o a las señales olfativas o visuales presentes en el azúcar.

Estímulos. Los estímulos son círculos amarillos, como se muestra a la izquierda de la imagen, que parpadean durante diferentes periodos. Se muestra un esquema de los estados de encendido (picos) y apagado (valles) para ambos estímulos. Esta representación se ha tomado del segundo experimento, en el que la cantidad total de luz fue la misma durante un ciclo de cinco segundos (2,5 segundos en el estado de encendido para cada estímulo). Crédito: Alex Davidson, Queen Mary University of London.

Las abejas demuestran una sorprendente percepción del tiempo

Era evidente que las abejas habían aprendido a distinguir las luces en función de su duración, ya que la mayoría de ellas se dirigían directamente a la duración de luz intermitente “correcta” previamente asociada con el azúcar, independientemente de la ubicación espacial del estímulo.

Davidson dijo: “Queríamos averiguar si los abejorros podían aprender la diferencia entre estas distintas duraciones, y fue muy emocionante verlos hacerlo”.

“Dado que las abejas no se encuentran con estímulos luminosos en su entorno natural, es notable que hayan podido tener éxito en esta tarea. El hecho de que pudieran rastrear la duración de los estímulos visuales podría sugerir una extensión de una capacidad de procesamiento del tiempo que ha evolucionado para diferentes propósitos, como el seguimiento del movimiento en el espacio o la comunicación”.

“Alternativamente, esta sorprendente capacidad para codificar y procesar la duración del tiempo podría ser un componente fundamental del sistema nervioso, intrínseco a las propiedades de las neuronas. Solo futuras investigaciones podrán abordar esta cuestión”.

Modelo 3D del aparato experimental. Una abeja realiza un ensayo experimental. Su recorrido desde la colmena se muestra en rojo a través de puertas de plástico extraíbles. En el primer compartimento experimental, los estímulos se visualizan en el monitor y unas fichas de plástico contienen la solución correspondiente (azúcar o quinina amarga durante el entrenamiento y agua durante la prueba). El primer intento de alimentarse de una de las fichas se registra como una elección de estímulo. La abeja continuará a los dos compartimentos siguientes para los ensayos posteriores, de modo que cada sesión de búsqueda de alimento incluye tres ensayos. Crédito: Alex Davidson, Queen Mary University of London.

Explorando las bases neuronales de la percepción del tiempo

Los mecanismos neuronales implicados en la capacidad de llevar la cuenta del tiempo durante estas duraciones siguen siendo en gran parte desconocidos, ya que los mecanismos descubiertos para sincronizarse con el ciclo de luz diurna (ritmos circadianos) y los cambios estacionales son demasiado lentos para explicar la capacidad de diferenciar entre una raya y un punto con diferente duración. Se han propuesto diversas teorías que sugieren la presencia de uno o varios relojes internos. Ahora que se ha descubierto en los insectos la capacidad de diferenciar la duración de los destellos de luz, los investigadores podrán poner a prueba distintos modelos en estos “cerebros en miniatura”, de menos de un milímetro cúbico.

Versace continuó: “Muchos comportamientos animales complejos, como la navegación y la comunicación, dependen de la capacidad de procesamiento temporal. Será importante utilizar un enfoque comparativo amplio entre diferentes especies, incluidos los insectos, para esclarecer la evolución de dichas capacidades. La duración del procesamiento en los insectos es evidencia de una solución de tareas complejas utilizando un sustrato neuronal mínimo”.

“Esto tiene implicaciones para los rasgos cognitivos complejos en las redes neuronales artificiales, que deberían buscar ser lo más eficientes posible para ser escalables, inspirándose en la inteligencia biológica”.

Fuente: Phys.org.

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