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lunes, 17 de febrero de 2014

El inteligente pulpo

Es común atribuir inteligencia a los animales más próximos a los humanos. La similitud y alto desempeño cognitivo de los grandes simios como los chimpancés es de sobra reconocida. Animales mucho más alejados evolutivamente como las aves, en concreto los cuervos muestran un comportamiento sorprendente y son capaces de usar herramientas. A pesar de su distancia evolutiva, los pulpos resultan ser objeto de un gran interés debido a su gran inteligencia.

Los pulpos son invertebrados. Se separaron de la línea evolutiva humana hace más de 500 millones de años. No tienen cráneo ni columna vertebral y su cerebro es extraño. Pero durante este tiempo han evolucionado por separado adquiriendo una notable inteligencia.
Dos animales primos de los pulpos han sido cruciales para el desarrollo de la neurociencia. Se trata de otros dos moluscos. El calamar tiene una neurona con un axón gigante. Hace medio siglo, Hodgkin y Huxley, investigando en el axón gigante del calamar descubrieron el mecanismo del potencial de acción, el medio por el que se transmite la corriente nerviosa en una neurona. Por ello recibieron el Premio Nobel en 1963. En otro molusco, una babosa gigante llamada Aplysia, Eric Kandel estudió los mecanismos genéticos y moleculares de la memoria. Kandel recibió el Premio Nobel en 2000.
El sistema nervioso del pulpo consta de 500 millones de neuronas, más que muchos peces y reptiles. De ellas 2/3 se encuentran en el cerebro y el resto en la base de los tentáculos. Es decir, cada brazo del pulpo tiene un comportamiento semi-autónomo y cuenta con más neuronas que muchos animales teóricamente superiores.
Los animales primitivos tienen un sistema de ganglios que controla una parte de su cuerpo. Un ejemplo de ello es el gusano en el que cada segmento está controlado por un par de ganglios. Los ganglios superiores que controlan la boca son más grandes, procesan más información y son por tanto más inteligentes. En los seres superiores se ha producido una gran frontalización y encefalización: la mayoría de la inteligencia se concentra en la cabeza que está al frente del cuerpo.
El pulpo ha evolucionado de una forma peculiar. por un lado mantiene el sistema de ganglios presente en los tentáculos. De otro tiene una gran cabeza. Al parecer, el cerebro viene de la fusión de muchos ganglios superiores. Son de destacar los lóbulos ópticos: los pulpos tienen unos ojos mucho más evolucionados que cualquier invertebrado e incluso que muchos vertebrados.
Los pulpos mueren al dejar descendencia. Eso implica que no pueden aprender de sus progenitores. Una característica muy notable de su comportamiento es su capacidad de imitar observando. De este modo aprenden de sus congéneres. Son también capaces de usar herramientas. Pueden abrir un frasco con tapón de rosca para extraer la presa de dentro. Transportan piedras e incluso cáscaras de coco para formar nidos y esconderse. Se escabullen de un tanque del acuario para comer las presas de otro tanque y vuelven a su lugar sin ser descubiertos por los cuidadores. Se aburren y deprimen en un acuario con poca estimulación. Se mimetizan cambiando de color para ocultarse de los depredadores. Son, en definitiva animales que han evolucionado de manera convergente a los humanos para desarrollar una inteligencia inesperada en un invertebrado.
El pulpo Paul, oráculo de la selección alemana en las citas internacionales, saltó a la fama por su capacidad de predicción, aunque el asunto no deja de ser una anécdota. Pero lo cierto es que nos hemos visto obligados a actualizar el Cociente de Inteligencia (IQ) de los pulpos. Algunos incluso comienzan a atribuirles alguna forma de conciencia.

lunes, 16 de diciembre de 2013

Cuervos y niños de hasta 8 años resuelven problemas de forma similar

Una serie de experimentos ha mostrado que los cuervos resuelven un problema físico de forma similar a los niños de hasta 8 años. A partir de este momento, los niños superan a los córvidos.


Estamos acostumbrados a quedar deslumbrados por las habilidades que muestran algunos mamíferos de nuestro entorno. Muchas de las conductas de perros y gatos nos parecen muy inteligentes. Si subimos en la escala evolutiva, las destrezas de los delfines parecen mágicas. Y cuando llegamos a los primates, resultan ser casi humanos. Lo increíble es que descendiendo en la escala nos encontramos con un animal sumamente habilidoso: el cuervo, que ni siquiera es mamífero.
Los cuervos fabrican herramientas. Son capaces de doblar un alambre para formar un gancho y extraer un cesto de un tubo. Los cuervos manejan monedas. Frente a una máquina expendedora, aprenden a usar fichas para que la máquina proporcione comida. Después cambian otros objetos por fichas. En un grupo, unos aprenden de otros y al final todos usan las fichas. Los cuervos dejan caer nueces en un semáforo y esperan pacientemente a que un coche pase y las abra para luego ir a comerlas. La red está llena devídeos de estos inteligentes animales. Se cuenta un divertida anécdota de unos dos estudiantes que hicieron unos experimentos con unos cuervos a los que después liberaron. Los cuervos y los estudiantes siguieron viviendo en el campus universitario. Durante su estancia, los estudiantes sufrieron el acoso de los cuervos que les reconocían, perseguían y molestaban por el campus. Los alumnos se graduaron y volvieron en una ocasión a su antigua universidad. Los cuervos los reconocieron y reanudaron el acoso.

El conocimiento de la inteligencia de los cuervos viene de lejos y Esopo escribió en los tiempos de la antigua Grecia una de sus célebres fábulas sobre un cuervo. El animal llega sediento a una jarra con agua. Mete el pico y no llega a beber. De modo que toma unas piedras y las va echando en la jarra hasta que el nivel del agua sube y puede comenzar a beber. Esta fábula responde a la realidad y está en la base de varios experimentos realizados con cuervos.
El paradigma de la fábula de Esopo proporciona un método increíblemente útil para comparar el aprendizaje causa-efecto y la comprensión de los mecanismos subyacentes como la física popular. Estamos pensando extender este paradigma para comprender realmente que ocurre en las cabezas de los adultos, niños y animales cuando se enfrentan a problemas en el mundo físico.
En el nuevo estudio se compara a los cuervos con los niños. La tarea es similar. Un gusano flota en el agua pero el cuervo no puede alcanzarlo. Toma unas piedras y las va echando en el agua hasta que el nivel sube y puede tomar el gusano. Los cuervos y los niños de 5 a 7 años tardan unos 5 intentos de media en resolver el problema. Otras variaciones son semejantes. Si las piedras son de distinto tamaño, eligen las grandes para acabar antes. Si tienen a su alcance un material como un plástico que flote, no lo usan intuyendo que no subirá el nivel. Si el tubo no tiene agua sino arena, no tiran nada sabiendo que no lograrán que aumente la altura de la arena. Tanto los niños como los cuervos tienen una física intuitiva.
Sin embargo, a los 8 años, la forma de pensar cambia. Los niños son capaces de conseguirlo al primer intento. En otro experimento la solución parecía mágica. Dos vasos estaban comunicados de forma oculta. Una de las bocas tenía la recompensa pero era estrecha para las piedras. De modo que había que echar piedras en una boca para que subiera el nivel del agua en la otra y así obtener la recompensa. Los cuervos fueron incapaces. Para los niños no representa una dificultad que el mecanismo sea desconocido, mágico o imposible.
La misión del niño es aprender acerca del mundo. y no pueden hacerlo cuando están limitados a una idea preconcebida sobre lo que es o no es posible. Para un niño, si funciona, funciona.
En todo caso, un respeto para los inteligentes cuervos, un pariente de los cuales, la urraca, robó y escondió unas joyas protagonizando nada menos que una ópera, La gazza ladra.

Artículo publicado originalmente en ALT1040

domingo, 30 de junio de 2013

Aplicaciones móviles para los bonobos Kanzi y Teco

El uso de los nuevos dispositivos como los teléfonos móviles o las tablets ha supuesto una revolución para el público en general. También para las personas con discapacidades. Ahora se ha revelado una herramienta fundamental en el estudio de las habilidades cognitivas de los grandes simios. Un grupo de bonobos es capaz de manejar un lenguaje de hasta 600 palabras mediante el uso de ingeniosas aplicaciones.



Miles de aplicaciones están disponibles para nuestros teléfonos. Más allá del público general, se están creando aplicaciones para personas con discapacidad como la usada para ayudar a un niño a hablar.

Los bonobos son grandes simios primos de los chimpancés. Recientemente se ha descifrado su genoma, el último que quedaba de los grandes simios tras el chimpancé, el gorila y el orangután. Apenas quedan 50.000 ejemplares en libertad, todos en la República Democrática del Congo. Los bonobos son muy sociables y establecen una buena relación con los humanos.

El estudio del lenguaje en los animales y en concreto en los monos ha sido de gran interés desde hace décadas. Pero siempre han existido importantes problemas. Uno de ellos es el llamado efecto Clever Hans, llamado así por el nombre de un caballo con sorprendentes habilidades como sumar y restar o hablar alemán. Con el tiempo se demostró que en realidad Clever Hans era muy listo, pero no sumaba o restaba, sino que atendía a las pistas inconscientes de su domador. Con los simios se produjeron problemas similares y era difícil saber si manejaban el lenguaje o respondían a pistas proporcionadas por sus cuidadores.

El otro problema fundamental para el estudio del lenguaje en los monos es que estos carecen de los órganos apropiados de fonación humanos. No pueden hablar lo que no significa que no puedan manejar el lenguaje.

Según el prestigioso lingüista Noam Chomski, el lenguaje tiene una parte innata y otra adquirida. Es innato el cableado cerebral para el lenguaje. Es adquirida la lengua concreta que hablamos. Si un niño no recibe estimulación lingüística en su infancia nunca hablará bien. Por el contrario, cualquier niño puede aprender cualquier lengua que escuche en su infancia.



Los nuevos dispositivos como las tabletas han permitido solventar los dos problemas. Por un lado proporcionan una herramienta de comunicación a los monos que les libera de la palabra hablada. Por otro permiten una medición precisa de sus auténticas habilidades más allá de subjetivas interpretaciones.

El grupo de bonobos del Bonobo Hope Great Ape Trust Sanctuary ha demostrado unas sorprendentes habilidades lingüísticas. Manejan una ingeniosa aplicación sobre tabletas que se basa en lexicogramas. El animal toca un símbolo en la pantalla y aparece una imagen a la vez que se oye su sonido en inglés. En 1971 se comenzaron a usar los lexigramas. Inicialmente se usaban 120 símbolos. Con el tiempo se aumentó la cifra hasta 384 y ahora hasta 600. Además se usa una pantalla táctil en lugar de teclado y la pantalla es inalámbrica, permitiendo una gran movilidad.

Kanzi es uno de ellos que llegó a hacerse famoso porque ha tocado el piano con Paul McCartney y Peter Gabriel. Reconoce más de 500 lexigramas que usa para pedir cosas, responder preguntas y hacer pequeñas frases. Conoce miles de palabras habladas.

Escrita en Java, la app es barata así como los dispositivos tablets sobre los que corre. Esto es un gigantesco avance sobre los dispositivos anteriores. Ahora es posible también crear lexigramas sobre la marcha para ampliar el vocabulario. Por ejemplo, un bonobo tiene dolor de muelas para lo que aún no hay lexigrama. El experimentador lo escribe y la app crea un lexigrama y lo dice en voz alta de forma que se establece un vínculo entre lo que el animal siente y el nuevo lexigrama.

Nadie enseño el lenguaje humano a Kanzi. Lo aprendió mientras escuchaba a los investigadores enseñarselo a su madre, Matata que nació salvaje. Kanzi aprendió como un niño, escuchando. De pronto los investigadores descubrieron lo que Kanzi había aprendido.

Ahora, el joven Teco, hijo de Kanzi, parece mejor que su padre ya que está inmerso en el lenguaje humano desde recién nacido. Tiene dos años. Es capaz de juntar las palabras en frases, hacer preguntas, bromas y conversar.

Están desarrollando un montón de apps para los bonobos que incluyen juegos clásicos para observar mejor su comportamiento. Incluso un pequeño robot bonobo movido a distancia por los propios animales. Al ser wireless, la observación de las habilidades de los bonobos se realiza en un ambiente completamente irrestricto.

En otro zoo están usando iPad para comunicarse con orangutanes. En el futuro pondrán pantallas interactivas sincronizadas con los iPad para que los visitantes se comuniquen con los orangutanes.


La sencillez y economía de los nuevos dispositivos y aplicaciones está abriendo una puerta al estudio del comportamiento y el lenguaje de nuestros primos, los grandes simios.

Artículo publicado originalmente en ALT1040

domingo, 27 de enero de 2013

Escáner fMRI para investigar la respuesta cerebral de los perros

Un reciente estudio ha conseguido realizar por primera vez un escáner cerebral con resonancia funcional magnética fMRI a dos perros no sedados y en libertad.



¿Qué piensa mi perro cuando me mira con esa mirada tan adorable? ¿Qué quiere? ¿Me reconoce? ¿Sabe cuando estoy contento o furioso? ¿Tiene empatía, es decir, es capaz de ponerse en mi situación emocional y sentirse como yo alegre o triste? ¿Cuánto entiende del lenguaje con el que trato de comunicarme en él?

Cualquier dueño de un perro puede responder a estas preguntas. Y la respuesta será sin duda sesgada. Mi perro es muy listo y lo entiende todo. Hoy estamos un poco más cerca de responder de forma objetiva a estas preguntas. Se ha iniciado una serie de experimentos con perros en un escáner de resonancia magnética.

Una resonancia funcional magnética fMRI mide el consumo de oxígeno en cada parte del cerebro. A partir de ello se infiere que áreas están más activas en cada momento. Es la estrella de la neuroimagen y se realizan cientos de experimentos anuales para estimar qué partes del cerebro son responsables de cada conducta. La fMRI se realiza en un gran escáner en el que hay que introducir la cabeza y permanecer completamente quieto. Si nos movemos, la imagen sale borrosa y es inútil.

Para realizar el estudio se han usado dos perros, Callie, un Feist de 2 años y McKenzie, un Border Collie de 3 años. Los perros fueron entrenados durante meses para entrar en el escáner fMRI y mantenerse completamente inmóviles mientras se medía su actividad neural. En los estudios anteriores realizados con perros estos estaban sedados de modo que sus respuesta neurales eran atípicas. Es la primera vez que esto se realiza con perros no sedados ni atados. Para protegerse del ruido, los perros llevaban orejeras.

En este primer experimento se estudió la respuesta a los movimientos de la mano de su amo. Una señal significa que el perro recibiría una salchicha de regalo. Otra señal significa que el perro no recibiría nada. La región caudada del cerebro, que en los humanos está relacionada con la recompensa, se activaba con la primera señal y no con la segunda.
Estos resultados indican que los perros ponen mucha atención a las señales humanas. Y estas señales están en línea directa con el sistema de recompensa del perro.
El estudio es interesante por la relación especial del perro y el hombre. El perro es la primera especie domesticada por el hombre hace 10.000 años. Estudiar al perro es estudiar antropología humana. Nosotros creamos al perro, pero en alguna medida el perro nos creó a nosotros. El estudio versa sobre la cognición canina. También sobre la comunicación entre especies distintas y su cognición social.

Este es el primero de una serie de estudios. Parecen prometedores entre otras cosas por la actitud de sus protagonistas. Calli entraba en el escáner por su propio pie y a veces cuando no era su turno. Estaba deseosa de colaborar.

Artículo publicado originalmente en ALT1040

domingo, 11 de marzo de 2012

El ratón más listo del mundo ( y su entrenador). Brain Storm en Mouse Agility

Brain Storm es el ratón que realiza el increíble laberinto que se ve en el vídeo. En la página web Mouse Agility se describe la afición de su entrenador y los trucos para haber conseguido tamaño reto. Un sitio muy divertido e instructivo.
Escribo algunas de las cosas muy interesantes que cuenta el autor.

El entrenamiento se realiza por condicionamiento operante (Thorndike, Skinner, conductismo en suma)
Usa un clicker que se asocia a una chuchería.
Las ratas son más inteligentes, pero para el razonamiento espacial, no lo son más que los ratones.
No hace ayunar a los animales antes de aprender. ¿Tú te concentrarías mejor en ayunas?
Es cruel criar a animales sociales en aislamiento. Además aprenden mejor los socializados.
Brain Storm (el ratón del vídeo) necesitó solo una semana para aprender antes de que el vídeo fuera grabado. Dos entrenamientos por cada fase en la que animal está despierto y sesiones de no más de dos minutos. Brain Storm es la delicia de todo entrenador.
Ojalá los ratones nacieran con 2 año. Los más jóvenes son mucho más difíciles de entrenar. Nunca es tarde para aprender.

Cómo empezó todo
De pequeño descubrió una pequeña población de ratones salvajes y se dedicó a observarlos. Poco a poco perdieron su timidez y se acercaron a él. Sus padres le amonestaron por el tiempo dedicado y al final llegaron a un compromiso: podría tener ratones como mascotas en casa.
Ya había entrenado a muchos animales antes. Uno de los ratones, Chilly era muy agresivo. Limpiar su jaula era muy estresante para los dos. Crecido ante la dificultad de domar a Chilly nació mouse agility: su habilidad como adiestrador, sus vídeos y su web.
Sus ratones son también el alimento de sus reptiles.

Entrenamiento
Un buen entrenamiento se basa en habilidades naturales.
Si permanece encerrado en una pequeña caja, perderá sus habilidades naturales.
Crear confianza entre el entrenador y el animal es fundamental. Si se siente inquieto por el entorno y el entrenador, solo querrá escapar. La condición sine qua non es que siga la mano del entrenador por espacios abiertos.
Tienen una excelente memoria y aprenden muy rápido, pero se asustan mucho con los ruidos.
Nunca toma con la mano a un ratón. Espera a que se acerque. Entonces el ratón considera su mano como el lugar más seguro del mundo, lo que es esencial para el aprendizaje guiado por la mano.
Se elige una recompensa que le guste. El ratón debe aprender que puede conseguir la recompensa cuando hace lo deseado. No debe ser recompensado siempre y siempre de la misma forma. Entonces deja de aprender.
Primero debe de tocar la mano del entrenador con la nariz o la pata. Tambien puede usarse un palito. Después se mueve la mano y el ratón la sigue para tocarla. Poco a poco se separa la mano (pero no mucho ya que los ratones son cortos de vista) para que se concentre más en el laberinto que en la mano y pueda memorizarlo.
No hay que enseñarle los obstáculos ya que el ratón de forma natural sabe balancearse, saltar, trepar... Hay que enseñarle el orden de los mismos.



domingo, 5 de junio de 2011

El gusano Caenorhabditis elegans controlado por láser mediante optogenética

La neuronas individuales del gusano nemátodo Caenorhabditis elegans pueden ser controladas por pulsos de luz láser mientras se mueve libremente.

El gusano C. elegans es un famoso animal de experimentación del que conocemos su genoma. También sus 302 neuronas. No sólo eso, conocemos todas las 6418 sinapsis que posee, es decir, el detalle exacto de su conectividad así como los músculos que inervan. ¿Cómo se coordinan sus neuronas y cómo gobiernan el centenar de músculos que posee? ¿Cómo se relaciona con el exterior este gusano de 1mm? Un equipo de la Universidad de Harvard liderado por Andrew Leifer ha modificado genéticamente este animal mediante la técnica llamada optogenética.

El objetivo es estimular o inhibir individualmente cada una de sus neuronas mientras el gusano nada en libertad para lo que no se pueden usar los tradicionales electrodos implantados.
Las neuronas del gusano modificado expresan las proteínas channelrhodopsin-2 y halorhodopsin. Estas proteínas responden a la luz convirtiendo al gusano en un biorrobot. La neurona se excita si recibe un pulso de luz azul y se inhibe con un pulso de luz verde.
El entorno es aún más sofisticado ya que el gusano está en libertad, es muy pequeño y sus movimientos son muy rápidos. Los investigadores usan un software llamado CoLBeRT (Controlling Locomotion and Behavior in Real Time). Una cámara registra la posición del gusano a un ritmo de 50 cuadros por segundo y con una precisión de 30 micrones es capaz de estimar la posición de cada una de las 302 neuronas y estimularlas individualmente. Al estimular las neuronas frontales el animal retrocede y al hacerlo con las posteriores avanza. El equipo es capaz incluso de hacer que el gusano ponga huevos (ver vídeo, frame 8.828)

Hasta la fecha las simulaciones neuronales se han intentado con grandes animales (Blue Brain) quizá con la esperanza de llegar antes al hombre. Sin embargo puede resultar muy útil simular un animal entero aunque sea el más pequeño que conocemos. Leifer espera "ser capaz de fabricar un modelo computacional de un sistema nervioso entero". Aunque hay simulaciones parciales de C. Elegans, ninguna ha sido completa.

domingo, 22 de mayo de 2011

Jardín de Blogs. Watson, prejubilación J. R. Millán, Top500, cableado, BCI, fumar, pinzón, Boby McFerrin, Paulov y comer

Parte de la serie sobre Watson, Brain Computer Interface (BCI) y diversos temas entre las entradas del blog tecnologíayciencia en el Jardín de Blogs.
IBM Watson. Su próximo médico puede ser un robot
La prejubilación implica declive mental
La silla de ruedas controlada con el cerebro de José del R. Millán
Lista de superordenadores Top500. Noviembre 2010
El cableado del cerebro: ¿una red o una pirámide?
El Pentágono quiere controlar remotamente la mente de los soldados
El casco BCI de Intel distingue entre 1000 palabras 
¿Qué beneficios tiene dejar de fumar?
Retratos de la mente. Reportaje fotográfico de Wired
Tus dedos saben cuando cometes un error en el teclado
Ray Kurzweil: ¿Por qué la victoria de Watson de IBM en Jeopardy importa?
Modelo predictivo del canto del pinzón.
Watson empata el primer encuentro con humanos en Jeopardy. Vídeos disponibles
Watson destroza a los humanos en el 2º día de Jeopardy. Vídeos disponibles
Watson gana el desafío final de Jeopardy. Vídeos disponibles
Watson en Jeopardy. Todas las preguntas y respuestas.
Retina artificial
Expectativas de Bobby McFerrin en TED
Filete con autógrafo de Pavlov
Comer mentalmente reduce el consumo real

martes, 22 de marzo de 2011

La comprensión del lenguaje de Chaser, una perra border collie

Un interesante estudio revela la comprensión del lenguaje de Chaser, una perra border collie. Mediante cuatro experimentos se investigó su capacidad para adquirir habilidades de lenguaje receptivo. En esencia el animal asignaba correctamente nombres propios (hasta 1022), distinguía entre nombres y verbos e incluso era capaz de distinguir nombre comunes.
  1. El experimento 1 demostró que Chaser aprendió y retuvo, durante un período de 3 años de entrenamiento intensivo, los nombres propios de 1022 objetos.
  2. En el experimento 2 se presentaron al azar combinaciones en parejas de tres órdenes y tres nombres y se demostró que Chaser entendió la diferencia de significado entre las órdenes y los nombres propios. Chaser entendió que los nombres se refieren a objetos, independiente de la conducta dirigida hacia los objetos.
  3. El experimento 3 demostró la capacidad de Chaser para aprender tres sustantivos comunes - palabras que representan categorías. Chaser demostró las asignaciones de nombre a objeto: uno-a-muchos (nombre común) y muchos-a-uno (múltiples nombres).
  4. El experimento 4 demostró la capacidad de Chaser de aprender palabras mediante el razonamiento deductivo por exclusión - inferir el nombre de un objeto basado en la novedad entre los objetos familiares que ya tenían nombres.
En conjunto, estos estudios indican que Chaser adquirió la comprensión referencial de los sustantivos, una habilidad que se atribuye normalmente a los niños, que incluye: 
  1. la conciencia de que las palabras pueden referirse a objetos, 
  2. la conciencia de las claves verbales que mapean las palabras sobre los objetos referidos, y 
  3. la conciencia de que los nombres pueden referirse a objetos únicos o a categorías de objetos, independientemente de los comportamientos dirigidos hacia esos objetos.

martes, 22 de febrero de 2011

La organización espacial de las neuronas nos diferencia de los simios además de la cantidad

El cortex del hombre tiene mayor extensión y mayor número de neuronas que el de nuestros parientes los simios. En un nuevo estudio se comprueba que la organización espacial (densidad) de neuronas también varía.
Menor densidad de neuronas en el área 10 en humanos (dcha) que en chimpancés (izqda) permite mayor número de conexiones
El estudio examinó humanos además de chimpancés, bonobos, gorilas, orangutanes, y gibones. Se midió la densidad de cuerpos celulares en distintas áreas: corteza frontal (área Brodmann [BA] 10) y cortezas motora primaria (BA 4), somatosensorial primaria (BA 3), y visual primaria (BA 17).
El área 10 de Brodmann se sitúa en el lóbulo frontal, encima de los ojos. Se supone que tiene relación con el pensamiento más abstracto y sofisticado. Es en este área donde las diferencias de organización (además de número) son más significativas entre hombres y simios. Las neuronas humanas están más espaciadas permitiendo un mayor número de conexiones por cada neurona. El resto de las áreas no presenta diferencias notables de organización entre humanos y simios.
Esto sugiere que el cerebro humano evolucionó hacia un mayor número y anchura de columnas cerebrales así como hacia un mayor espacio de interconexiones neuronales en el lóbulo frontal.

martes, 25 de enero de 2011

Los cuervos fabrican herramientas

Si pensabas que la fabricación de herramientas es exclusiva de los primates, puedes ir incluyendo a los cuervos.
Youtube está lleno de vídeos en los que estas aves hacen alarde de su inteligencia, resolviendo problemas, usando herramientas individualmente, en secuencia e incluso fabricándolas.


Puedes ver también está interesante charla TED de Josh Klein subtitulada en castellano.

lunes, 15 de noviembre de 2010

Laurie Santos: Una economía de monos tan irracional como la nuestra

Los errores que cometemos los humanos ¿son evitables? La primatóloga Laurie Santos presenta una economía con monos similar a la humana. El resultado es que cometen los mismos errores irracionales que nosotros.

Enseñan a los monos a usar monedas. Los monos aprenden rápido. Las cambian por comida y se las roban entre ellos. Además, son incapaces de ahorrar.

Cuando se les presentan situaciones en las que ganar, se comportan como los humanos. No quieren arriesgar para ganar más, pero en la situación inversa, arriesgan para no perder (independientemente de las posibilidades de éxito). Como los humanos.

Esta charla TED está subtitulada en castellano.

domingo, 7 de noviembre de 2010

El rey ratón

Neuroskeptic escribe un interesante artículo sobre los motivos que han llevado al ratón a convertirse en el rey de los animales de experimentación. La cobaya, la mosca del vinagre, el gusano C. elegans, el pez cebra, el macaco y sobre todo la rata han dejado paso al ratón.
La rata tiene grandes ventajas sobre el ratón: no muerde, es más fácil de manejar, no huele tan mal, es más inteligente y parecida al humano y es más grande lo que facilita trabajar con sus neuronas o extraer muestras de sangre.
El motivo del auge del ratón es la desactivación de genes (genetic knockout). Se sustituye un gen por una secuencia de ADN inactiva que además suele estar marcada. De esta forma reconocemos con facilidad al ratón KO y podemos preguntarnos que ocurre cuando carece del gen seleccionado e inferir para qué sirve tal gen.
Esta técnica, que fue desarrollada por Mario R. Capecchi, Martin Evans y Oliver Smithies en 1987–1989 lo que les valió obtener el Premio Nobel de Medicina en 2007, es de muy difícil aplicación en ratas dado que se necesita manipular células madre, algo aún no conseguido.

jueves, 4 de noviembre de 2010

Autoconciencia en animales. Prueba del espejo de Gordon Gallup

En 1970 Gordon Gallup ideó la prueba del espejo. Consiste en pintar una pequeña marca inodora en la cara de un animal y luego ponerlo delante de un espejo. Cuando el animal ve la marca, se toca su cara. Ello parece indicar que el animal identifica la imagen en el espejo con su propio cuerpo. Los animales que han superado la prueba son en su mayoría primates. Naturalmente es difícil decir tanto que el animal que supera la prueba tiene autoconciencia como su contrario: el animal que no supera la prueba no tiene autoconciencia. Los macacos no han superado la prueba, pero estos vídeos de su comportamiento frente al espejo parecen indicar que sí se reconocen, abriendo la posibilidad de contemplar la autoconciencia no como una barrera cognitiva que divide entre los animales que la tienen y los que no sino como una graduación de habilidades cognitivas.

lunes, 1 de noviembre de 2010

Mapa de las conexiones a larga distancia del cerebro del mono macaco. Por Dharmendra S. Modha de IBM

La conectividad de las regiones del cerebro es una pieza básica para comprender su funcionamiento y en su caso simularlo. Dharmendra S. Modha de IBM anuncia la revisión exhaustiva de la base de datos de conexiones del cerebro del macaco CoCoMac y la creación de un mapa de conexiones. En su día realizó la mayor simulación neuronal equivalente al neocortex del cerebro de un gato. También realizó una aportación al desarrollo del Conectoma con el algoritmo Bluematter.
El conocimiento del funcionamiento de la neurona es fundamental para la emulación del cerebro. Existen varias simulaciones neuronales con neuronas más o menos complejas y con redes más o menos grandes. Sin embargo, el cerebro no está conectado casualmente y disponer de un mapa preciso de sus conexiones es esencial. El Conectoma es un camino prometedor. En paralelo, este estudio revisa los experimentos existentes.
CoCoMac (Collation of Connectivity data on the Macaque brain) es una base de datos que recoge los distintos estudios de conectividad realizados en el mono macaco. En el presente estudio, se refina  la base de datos y se propone un modelo de conectividad.
En el pasado, los investigadores han realizado más de 400 estudios durante 50 años en los que han identificado más de 6000 regiones cerebrales y más de 16.000 conexiones. Después de un análisis manual y matemático, los investigadores del presente estudio, han visto que con frecuencia dos regiones examinadas son en realidad la misma. Tras la revisión, el estudio establece 383 regiones en el cortex, tálamo y ganglios basales con 6.602 conexiones distintas entre los nodos. El cerebro (Br) se divide en cortex (Cx), diencephalon (DiE), y ganglios basales (BG), y el cortex en lóbulo temporal lobe (TL#2), lóbulo frontal (FL#2), lóbulo parietal (Pl#6), lóbulo occipital  (OC#2), insula (Insula), y cortex cingulado (CgG#2).
La red puede ahora ser estudiada como otras redes: Internet, redes sociales, red de carreteras, red eléctrica...
Tabla de conexiones por área
Las conexiones reflejadas se refieren a las de larga distancia entre áreas cerebrales siguiendo la materia blanca (axones mielinizados). Las de corta distancia se hallan dentro de la materia gris (cuerpos celulares, dendritas y axones cortos).
Uno de los hallazgos fundamentales es que el Cortex Prefrontal es un elemento topológicamente central como integrador y distribuidor de la información.
El otro hallazgo es que la red puede reducirse a una red central donde unos pocos elementos concentran la mayoría de las conexiones. Este estudio está realizado en el macaco y cabe preguntarse si es extrapolable a los humanos. Los estudios de neuroimagen funcional realizados en humanos parecen confirmar que hay una red de elementos centrales que están presentes en la mayoría de las funciones superiores.
En el futuro las áreas cerebrales podrán ser sustituidas por chips neuronales desarrollados a medida.
El estudio recoge todas las conexiones clásicas conocidas: AF: Fascículo arqueado, EmC: Cápsula Extrema, FOF: Fasciculo FrontoOccipital...