Los investigadores encuentran que las neuronas densamente agrupadas juegan un papel muy importante en la habilidad cuantitativa, poniendo en duda viejas suposiciones sobre la evolución.
En un zoológico del norte del estado de Nueva York en 2012, un babuino verde oliva estaba sentado con su bebé en una mesa frente a una pantalla de malla y un estudiante graduado curioso que sostenía algunos cacahuetes. En una mano, el estudiante tenía tres cacahuetes. En el otro, ocho. La madre babuina podía ver ambas manos a través de la malla y eligió la que tenía ocho. El estudiante anotó la opción correcta. Pero también se fijó en el bebé, que la seguía e interfería al estirarse para tomar decisiones él mismo.
“Estaba claro que el bebé entendió cuál era el tema”, dice Jessica Cantlon, quien estudia la evolución de la cognición en Carnegie Mellon y dirigió el estudio del Seneca Park Zoo. en un segunda versión de la prueba, su equipo descubrió que incluso los pequeños babuinos, con menos de un año, elegían la mayor cantidad por su cuenta. El equipo concluyó que tanto los babuinos adultos como sus crías podría, en cierto sentido, contar.
“Fueron muy, muy buenos”, dice Cantlon. «Esta habilidad cuantitativa es algo que los monos tienen, más o menos en toda regla, desde que son bebés pequeños». Sospechaba que se trataba de un vistazo interno a alguna lección intrigante sobre la evolución, pero aún no podía discernir qué podría ser.
Durante décadas, investigadores como Cantlon han estado estudiando cómo los animales entienden las cantidades y han considerado factores que van desde el tamaño de su grupo social hasta la dieta y el volumen total del cerebro. Ahora, basándose en trabajos publicados sobre docenas de especies, un gran equipo dirigido por Cantlon ha encontrado un patrón sorprendente: la densidad de neuronas que tiene un animal en su corteza predice su sentido cuantitativo mejor que cualquier otro factor. La obra, publicado en diciembre en Philosophical Transactions of the Royal Society B, muestra las limitaciones de la evolución, en lugar del aprendizaje o el comportamiento, en la cognición. Descubrieron que la filogenia, o la «distancia» evolutiva entre especies, predice qué tan bien lo hacen al estimar cantidades en comparación entre sí. Las especies estrechamente relacionadas tienden a tener niveles similares de habilidad. Los relacionados a distancia pueden variar ampliamente.
“Es un estudio impresionante debido a la enorme cantidad de datos y todos los diferentes factores que tomaron en cuenta”, dice Sarah Brosnan, quien investiga la toma de decisiones con animales en la Universidad Estatal de Georgia.
Para Brosnan, los resultados justifican una nueva ola de investigación sobre por qué algunas especies desarrollaron una cognición diferente, y qué podría decir eso sobre los humanos. Tal vez la razón por la que se nos da bien comprender las cantidades no es simplemente que seamos primates. Si la densidad neuronal es de hecho el factor crítico, ese rasgo podría ser compartido por especies muy diferentes con cerebros muy diferentes. “El hecho de que seas un primate no significa que seas el más brillante”, dice Brosnan. Y si tener un cerebro de primate no es el estándar de oro para las habilidades abstractas que alguna vez se pensó que era, pregunta: «¿Qué es lo que impulsa la inteligencia y la cognición?»
No ha pasado mucho tiempo desde que los investigadores descubrieron que los animales pueden comparar cantidades de cosas. “Hace 30 o 40 años, la gente tenía curiosidad: ¿podrían los animales hacerlo?”. dice Cantlón.
Desde entonces, la evidencia ha llegado desde todos los rincones del reino animal. Las hormigas del desierto navegan siguiendo los pasos que dan. hienas manchadas estimar el número de sus oponentes antes de interactuar para descubrir cualquier ventaja numérica. Los leones también. cuervos sujetar el concepto de “cero”. Tropas de babuinos viajar democráticamente—optando por cualquier dirección que la mayoría de ellos se dirijan. (Hay una advertencia clave en todos estos experimentos, señala Cantlon: hasta donde sabemos, los animales no cuentan, de la misma manera que una persona contaría números, ya que eso requiere un lenguaje simbólico para las matemáticas. Están estimando diferencias).
Gran parte del interés de los investigadores se origina en preguntas sobre el desarrollo humano, en lo que podría haber catalizado nuestro sentido más sofisticado de los números. “Buscamos mucho en el dominio de las matemáticas, porque es un área en la que los humanos parecen únicos”, dice Cantlon. “¿Qué tan diferentes somos? ¿Y qué tan diferentes son los niños humanos de otras especies cuando tienen 4 y 5 años?
Pero es difícil comparar habilidades entre especies animales. Las metodologías de estudio varían, por lo que no siempre son científicamente compatibles, especialmente las más elaboradas. Para su propio análisis, el equipo de Cantlon necesitaba encontrar una tarea lo suficientemente común como para haber sido repetida en experimentos entre un conjunto diverso de especies. Se decidieron por una tarea simple en la que los investigadores ofrecen a los animales dos montones de golosinas. Una pila contiene más que la otra, como los cacahuetes del babuino verde oliva. Este tipo de tarea ha aparecido en 49 estudios diferentes de todo el mundo, en los que participaron 672 animales individuales de 33 especies. Si un loro, un delfín, un caballo o lo que sea favorece estadísticamente las pilas con más artículos, entonces los investigadores concluyen que es probable que puedan estimar esas cantidades. La sensibilidad promedio entre las especies parece ser de alrededor de 2:1: elegirán 10 sobre cinco, pero siete contra cinco se vuelve más confuso.
Históricamente, los científicos han argumentado que el comportamiento (aprendizaje y desarrollo) convirtió cerebros sin matemáticas en calculadoras biológicas. Pero esos argumentos subestiman los efectos de la evolución, dice Cantlon, que pueden influir en cómo se organizan los cerebros. Entonces, Margaret Bryer y Sarah Koopman, una estudiante de postdoctorado y posgrado en el laboratorio de Cantlon, ambas autoras principales del artículo, hablaron con los científicos detrás de algunos de los 49 estudios que reunieron para su revisión y escribieron un código diseñado para investigar cualquier patrón en sus datos. que se relacionaría con la evolución. Sus guiones compararon los datos de los experimentos con animales con la filogenia de la especie, una red que describe su relación evolutiva.
Lentamente, comenzó a surgir una imagen: los animales que estaban más juntos en el árbol filogenético tendían a desempeñarse de manera similar en los experimentos. Los chimpancés estuvieron entre los mejores, por ejemplo. Sus parientes cercanos, los bonobos, también lo eran. Los lémures, que tienen un parentesco más lejano con ellos, se desempeñaron en la media.
Pero a las especies que no son primates agrupadas en otras ramas del árbol filogenético también les fue bien. Los loros grises y las palomas bravías se desempeñaron tan bien como los chimpancés y mejor que muchos primates. En general, mostró el estudio, un predictor clave de las habilidades cuantitativas es estar estrechamente relacionado con otros animales con esas habilidades, no siendo un primate o incluso un mamífero. “Significa que puedes sacar a cualquier animal individual del mundo y predecir algo sobre cuán sensible es a la cantidad, simplemente sabiendo a qué especie pertenece”. Cantlon dice: «Eso es nuevo».
Sin embargo, la filogenia solo puede decirles mucho a los científicos. El equipo se preguntó si las diferencias podrían deberse a la neurofisiología de los animales. Pero no estaban seguros de qué aspecto del cerebro medir.
En el pasado, los investigadores a menudo usaban el volumen total del cerebro de un animal como indicador del poder cognitivo. Básicamente, cuanto más grande, mejor. Pero cuando Bryer y Koopman extrajeron los datos, encontraron una débil correlación entre el tamaño del cerebro y la sensibilidad cuantitativa. Recurrieron a una métrica relativamente nueva, la densidad de neuronas corticales, que les dice a los científicos cuántas neuronas tiene un cerebro en su corteza. (La corteza es la capa externa de tejido en el cerebro de los mamíferos y está asociada con la cognición compleja).
No nos andemos con rodeos: para contar rápidamente el número de neuronas por miligramo de cerebro, un investigador tiene que licuarlo. («Ella lo llama ‘sopa de cerebro'», dice Cantlon sobre la neurocientífica Suzana Herculano-Houzel de la Universidad de Vanderbilt, quien desarrolló el método. «Literalmente lo está derritiendo en productos químicos».) En este caso, los investigadores utilizaron conjuntos de datos de Herculano -Laboratorio de Houzel, extrayendo cifras publicadas sobre la densidad de neuronas para 12 especies. Aquí, la correlación fue clara: la densidad de neuronas tuvo el mayor efecto sobre la sensibilidad cuantitativa entre todas las métricas probadas, incluidos rasgos como el tamaño del área de distribución y el tamaño del grupo social. Dado que la densidad de neuronas está limitada en gran medida por los genes de una especie, el equipo ve eso como una prueba adicional de que la evolución juega un papel muy importante.
La magia de la densidad neuronal es que tiene consecuencias para la cognición, pero sorprendentemente es independiente del tamaño del cerebro. Para algunos mamíferos, los cerebros más grandes pueden tener neuronas más grandes y, por lo tanto, menor densidad. Pero eso no es de ninguna manera una regla general. Es simplemente su propia cosa. Las neuronas más pequeñas, con ramificaciones más pequeñas, pueden empaquetarse más juntas y darle al cerebro un sentido del mundo más detallado. “Piense en la cantidad de píxeles en una cámara: cuantos más píxeles, más resolución”, dice Herculano-Houzel, quien no participó en este estudio.
Los nuevos hallazgos son valiosos ya que el campo de la ciencia cognitiva rompe con los viejos supuestos sobre la evolución, dice ella. Históricamente, los científicos han explicado las variaciones entre especies en la cognición con diferencias en el tamaño del cuerpo, el volumen del cerebro o la noción problemática de que los humanos y los primates son más evolucionado que otros animales. “En la naturaleza, no existe una sola manera de construir un cerebro y un cuerpo a su alrededor”, dice Herculano-Houzel. “No hay un cerebro ideal. No hay mejor cerebro”.
Los resultados del equipo de Carnegie Mellon contrarrestan viejas suposiciones de que los primates son cognitivamente «mejores» que las aves u otros vertebrados, concuerda Brosnan. “Y, de hecho, si miras de cerca, incluso dentro de taxones más pequeños, hay bastante variabilidad”, dice. Por ejemplo, los gorilas son mediocres en la tarea, a pesar de ser grandes simios. Para Brosnan, esto sugiere la necesidad de estudiar las habilidades cognitivas de especies menos convencionales, como los reptiles. “Lo que estamos viendo sugiere que son realmente inteligentes”, dice ella. “Solo necesitamos aprender más sobre ellos”.
Aún así, cuando se trata de estimar cantidades, los humanos son los mejores. Podemos hacerlo con alrededor del 10 por ciento de precisión. Cantlon sospecha que el proceso neurológico es muy similar para todas las especies, pero los humanos pueden hacerlo con un mayor grado de sensibilidad. Es una habilidad que puede haber llevado a nuestra habilidad para contar, y quizás a nuestras representaciones simbólicas de números y letras.
Para ella, la sensibilidad cuantitativa, por lo tanto, no solo puede contar la historia evolutiva del conteo, sino también del lenguaje escrito. “En la historia humana del conteo y el lenguaje, lo primero que los humanos quisieron escribir fue la cantidad. Y lo hicieron con estos pequeños palos de conteo”, dice Cantlon sobre artefactos como huesos grabados data de hace 40.000 años. (Los sistemas de escritura antiguos, como la escritura cuneiforme y los jeroglíficos, tienen solo unos 5000 años de antigüedad).
