La física y los pájaros

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Gabriel Mindlin es doctor en Física y licenciado en Ciencias Físicas. (Imagen: Sandra Cartasso).
  • Gabriel Mindlin, un investigador del canto de las aves.

  • Desde hace 25 años, estudia qué sucede en los cerebros de canarios, jilgueros y diamantes mandarines cuando practican melodías. La aplicación en humanos de sus investigaciones.

Por Pablo Esteban
Página 12 (Argentina)

Desde hace 25 años, Gabriel Mindlin comenzó con sus investigaciones en la física del canto de aves y, tras varios hallazgos publicados en revistas de prestigio internacional, hoy se destaca como una autoridad en el tema. Sin embargo, el camino de este doctor en Física por la Universidad de Drexel (EE.UU.) y licenciado en Ciencias Físicas (UNLP), no fue tan directo y plano.

Previamente, abordó temáticas bien diversas vinculadas a la dinámica de fluidos, al azar y al mecanismo de láseres. De hecho, en los umbrales de los noventa, empezó a revisar algunos libros sobre el funcionamiento del aparato fonológico por una razón fortuita. “Un día recibimos en el Departamento de Física un pedido de un juez para validar la voz de un sujeto y así determinar su identidad. Era un problema que nadie sabía resolver muy bien y pensé que estábamos en la obligación de brindar alguna respuesta. Así fue como empezamos a ver de qué se trataba la biofísica de la fonación”, señala el investigador superior del Conicet.

En el siglo XXI, en el campo más amplio de las neurociencias, las aves emergen como un modelo animal que sirve de ejemplo para comprender de qué manera un cerebro humano se reconfigura cuando aprende. Sin embargo, ello no estaba tan claro cuando –a mediados de los noventa– Mindlin comenzaba a incursionar en un escenario desconocido. “La primera vez que me dijeron que existían personas en el mundo que investigaban el canto de los pajaritos me morí de risa. Me sentí muy incómodo, mis colegas en el exterior me observaron con cara de hereje y allí advertí, con vergüenza, que se trataba de uno de los principales temas de la neurociencia”, admite.

Sucede que de la misma manera que los seres humanos necesitan la ayuda de sus pares para poder educarse y copiar hábitos, el 40 por ciento de las aves requiere de las enseñanzas de un tutor para lograr cantar. ¿Por qué? Básicamente, porque el “hardware” (aquello que viene de fábrica, de manera innata) no es muy específico respecto a cómo los pájaros deben vocalizar correctamente para poder comunicarse y sobrevivir. De esta manera, dentro de los paseriformes –distinguidos por su capacidad para posarse en los árboles y en los “palitos” que atraviesan las jaulas– se halla un grupo de individuos que se destaca por un canto tan hermoso como particular. Se trata del canario, el diamante mandarín y el jilguero.

En este sentido: “Si bien hay aves –como las palomas o los benteveos– que a pesar de criarse en aislamiento desarrollan el mismo hábito de canto que cualquier ejemplar silvestre; el canario y el diamante mandarín no aprenden a cantar si no lo hacen a partir del aprendizaje con un tutor. Eso los convierte en subespecies que comparten rasgos con los humanos y vuelven fascinantes nuestras investigaciones”, explica.

Ni bien rompen el cascarón, ajustan sus sentidos y prestan atención para escoger a su futuro maestro. Así, lo seleccionan con cuidado, copian sus movimientos, escudriñan sus gestos y, con el tiempo, consiguen cantar. No obstante, todos los pájaros no son iguales y eso obliga a la adopción de estrategias y perspectivas de análisis particulares. “El canario, por caso, que canta con muchas sílabas repetidas y una gran variedad de sílabas distintas nos sirve para estudiar las particularidades de los procesos de codificación. El diamante mandarín, por su parte, es susceptible de ser investigado sin interrupciones porque se reproduce en cualquier momento del año”, indica el director del Laboratorio de Sistemas Dinámicos de la UBA.

Ahora bien, ¿para qué cantan? El canto opera, en general, como arma de seducción. Mientras los machos, a plena luz del día, sacan a relucir todas las cualidades de su aparato fonador, las hembras calculan qué futuro les espera con cada postulante. De esta manera, “el canto sirve a los machos para dar pistas a las hembras de que son buenos candidatos y que potencialmente dejarán descendencia de una manera exitosa”. Sin embargo, no todo se condensa en la capacidad reproductiva, ya que cantar también es útil para defender territorios. Estas aves aprenden dialectos muy específicos, por eso, cuando migran suelen ser rechazadas por sus pares de otras latitudes que enseguida identifican a los intrusos y se ponen de acuerdo para poder apartarlos. Dichas prácticas se exhiben a partir de las “llamadas”, que son “vocalizaciones innatas (no aprendidas) empleadas para defender a sus comunidades así como también para alertar del peligro inminente que supone un depredador en la zona”, explica.

El trabajo en el Laboratorio (ubicado en el Pabellón I de ciudad universitaria) combina dosis variables de modelado matemático (hipótesis) y datos experimentales (validación). Pero, es necesario decirlo, extraer información de estas especies no suele ser una tarea fácil, ya que todo adquiere dimensiones muy pequeñas y la precisión se vuelve una cualidad indispensable. En efecto, es clave que cada acción se realice de manera milimétrica mediante técnicas indoloras, rápidas y exitosas. “Para observar qué músculos emplean en su aparato vocal insertamos microelectrodos con una cirugía. Los ubicamos en unas “mochilas” que permiten amplificar las señales que luego registramos en una computadora”. Y agrega: “Debemos cultivar un pulso de acero, ya que el bicho luego de haber sido operado tiene que tener la fuerza suficiente como para poder cantarle a la novia”.

¿Qué evalúan? Diversos aspectos como cuán tensos son los labios que oscilan durante el canto (al igual que las cuerdas vocales en humanos) y cuánto aire comprometen en cada lapso. Si el experimento tiene éxito es posible generar un canto de manera artificial –casi idéntico– al de los propios pájaros. “Hace tres años publicamos un trabajo en (la revista) Nature en el que, tras observar cómo era el comportamiento de sus neuronas, generamos mediante modelos matemáticos un canto tan preciso que fue capaz de engañar a los propios pájaros”, señala. En esta línea, lo sorprendente del descubrimiento fue comprobar que cuando las aves están dormidas (es decir, que no generan sonidos y su respiración es tranquila), el aparato vocal continúa con el envío de instrucciones necesarias para cantar. Así, “algunas especies que durante el día cantan de una manera muy estereotipada, de noche se liberan y practican locuras al conjugar sílabas raras que no se animarían a exteriorizar”, plantea Mindlin. El paralelismo es obligado: de la misma manera actúan las personas que cuando están dormidas, liberan el inconsciente y piensan en aquellas actividades que durante la vigilia no se sentirían capaces de compartir en público.

En la actualidad, Mindlin y compañía analizan cómo emplear los criterios metodológicos y la información neuronal de las aves para desarrollar prótesis para pacientes con el aparato vocal dañado. Bajo esta premisa, establecieron contactos con integrantes del Centro de Neurología de la Universidad de Pittsburgh (EE.UU.), que realizan cirugías de personas con epilepsia. En casos de gravedad, colocan electrodos en determinadas zonas del cerebro donde se halla el foco epiléptico. “Desde Pittsburgh realizan registros de la actividad cerebral que a nosotros nos vienen muy bien para poder establecer una correlatividad con los parámetros de nuestros modelos. Como no es posible realizar experimentos tan sensibles para investigarlos mecanismos fonológicos en el humano, debemos aguardar por este tipo de ejemplos excepcionales”, apunta.

Muchos de los trabajos de Gabriel Mindlin sobre la física del canto de las aves recibieron el reconocimiento internacional. Su impronta transdisciplinar –el Laboratorio está compuesto de físicos pero también de biólogos y neurocientíficos– oxigena el ámbito científico, ya que a mayor diversidad de miradas, más rica es la historia que se cuenta.

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