Los cuervos pueden ser cerebros de aves, pero las criaturas emplumadas pueden entender el concepto sumamente abstracto de cero, sugiere una nueva investigación.
El concepto de cero, como se usa en un sistema numérico, completamente desarrollado en la sociedad humana alrededor del siglo V d.C., o potencialmente unos siglos antes Rhythm89 informado anteriormente . Por ejemplo, la noción de multiplicar 8 por 0, o sumar de 0 a 10, no surgió hasta entonces. El concepto de "ninguno", o la ausencia de cualquier cantidad, probablemente surgió antes, pero esto difiere del usocero como una "cantidad" distinta, en sí misma.
Esa idea puede parecer obvia, pero siguiendo la concepción del cero como valor numérico, el campo de matemáticas sufrió una transformación dramática.
"Si le pregunta a los matemáticos, la mayoría de ellos probablemente le dirá que el descubrimiento del cero fue un logro alucinante", dijo Andreas Nieder, profesor de fisiología animal en el Instituto de Neurobiología de la Universidad de Tübingen en Alemania ".Lo especial del cero es que no encaja en una rutina de contar objetos reales, como con los números enteros reales. "En otras palabras, alguien puede contar tres manzanas colocadas en una canasta - una, dos, tres - pero cuando ella canasta está vacía, no hay manzanas para contar.
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Zero representa ese vacío, la ausencia de manzanas, y "eso obviamente requiere un pensamiento muy abstracto ... un pensamiento que está separado de la realidad empírica", dijo Nieder. Y ahora, al mirar dentro del cerebros de los cuervos, Nieder y sus colegas han descubierto que las células nerviosas o neuronas de las aves codifican "cero" al igual que otros números. Los patrones de actividad cerebral de las aves también apoyan la idea de que el cero cae antes que el "1" en los cuervos'recta numérica mental, por así decirlo.
En el nuevo estudio, publicado el 2 de junio en La revista de neurociencia , el equipo realizó experimentos con dos cuervos carroñeros machos Corvus corone , durante el cual las aves se sentaron en una percha de madera e interactuaron con un monitor de computadora frente a ellas.En cada prueba, una pantalla gris que contenía de cero a cuatro puntos negros apareció frente a los cuervos;esta imagen de "muestra" fue seguida por una imagen de "prueba" que contenía el mismo número de puntos o uno diferente.
Los cuervos fueron entrenados para picotear la pantalla o mover la cabeza si las dos imágenes coincidían, y para permanecer quietos si no coincidían.
En un estudio anterior que utilizó la misma configuración, el grupo demostró que los cuervos podían identificar con éxito los pares de imágenes coincidentes y no coincidentes aproximadamente el 75% del tiempo después de someterse a un entrenamiento exhaustivo para el experimento, según un informe publicado en 2015 en la revista. Actas de la Academia Nacional de Ciencias . Este estudio anterior no incluyó una pantalla vacía, en lugar de cero, pero demostró que los cuervos podían diferenciar una imagen que contiene tres puntos de una pantalla que contiene cinco, por ejemplo.
Cuanto mayor sea la diferencia entre los dos conjuntos de puntos, con mayor precisión respondieron las aves; en otras palabras, las aves mezclaron cantidades más cercanas, como dos y tres, con más frecuencia que cantidades más divergentes, como uno y cuatro.Este fenómeno se conoce como el "efecto de distancia numérica", que también se puede observar en monos y humanos durante pruebas similares, dijo Nieder a Rhythm89.
En el estudio más reciente, que incluyó una pantalla en blanco, "lo que encontramos es que los cuervos, después de este entrenamiento, podían discriminar cero de las otras numerosidades contables", dijo Nieder. Sin embargo, lo que es más importante, las aves aún demostraron el valor numéricoefecto de la distancia en los ensayos que incluyeron la pantalla vacía.
Eso significa que los pájaros mezclaron la imagen de punto cero con la imagen de un punto más a menudo que con imágenes de dos, tres o cuatro puntos, explicó Nieder. "Esta es una indicación de que tratan el conjunto vacío,no solo como 'nada' versus 'algo', sino realmente como una cantidad numérica, "en el sentido de que perciben los puntos cero como proximales a un punto.
Para comprender mejor la actividad cerebral detrás de estos comportamientos, el equipo implantó pequeños cables recubiertos de vidrio en el cerebro de las aves para registrar la actividad eléctrica mientras los cuervos repetían las pruebas de comportamiento. Las neuronas elegidas se ubicaron dentro de una región conocida como palio,que se encuentra hacia la parte posterior del cerebro de las aves y maneja funciones cognitivas de alto nivel.
El palio aviar pertenece a una región cerebral más grande llamada telencéfalo; los humanos también tienen un telencéfalo, del cual la corteza cerebral, la capa externa arrugada del cerebro humano , es una parte. Pero aunque tanto el palio como la corteza se encuentran en el telencéfalo, ahí es donde terminan muchas similitudes entre las dos estructuras. Mientras que la corteza cerebral contiene seis capas distintas de tejido cerebral, conectadas por cables entrecruzados, el palio aviar contienesin capas y, en cambio, organiza las neuronas en grupos nucleares, dijo Nieder.
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En el estudio anterior de 2015, el equipo también recopiló grabaciones del palio y se acercó específicamente a una región clave, conocida como nidopallium caudolaterale NCL. El NCL recibe información sensorial, incluida la de los ojos, procesa esos datos ylo envía a áreas del cerebro relacionadas con las funciones motoras, para coordinar los comportamientos físicos en los primates, la corteza prefrontal desempeña el mismo papel.
En el NCL, el equipo descubrió que ciertos subgrupos de neuronas se volvían locos cuando aparecían números específicos de puntos en la pantalla. Algunos comenzaban a dispararse rápidamente en respuesta a dos puntos, mientras que otros se disparaban para cuatro, por ejemplo. Estas neuronas aparecieron"sintonizados" a un número específico. Y, curiosamente, cuanto mayor es la distancia entre ese número preferido y el número de puntos en pantalla, menos activas se vuelven esas neuronas.
Estos patrones de actividad cerebral insinúan cómo los cuervos perciben los valores numéricos entre sí, dijo Nieder. "Están representando inherentemente este aspecto de ordinalidad de los números, este orden a lo largo de una recta numérica, de modo que después de uno vienen dos y despuésdos vienen tres, y así sucesivamente ", dijo.
En el nuevo estudio, el equipo repitió este experimento con la adición de la pantalla de punto cero. En total, tomaron grabaciones de más de 500 neuronas, 233 en un cuervo y 268 en el otro. Como antes, encontraron quediferentes subconjuntos de neuronas NCL se iluminaron en respuesta a diferentes números de puntos, pero además, otro subconjunto se disparó en respuesta a la pantalla en blanco. Estas neuronas se volvieron cada vez menos activas a medida que aparecían más puntos en la pantalla, o más lejos de ceroel número creció.
En combinación, los patrones observados de comportamiento y actividad cerebral sugieren que, sí, los cuervos captan el concepto de cero, concluyeron los autores. No está claro qué utilidad tiene esto para los animales, si es que tiene alguna, no está clara, dijo Nieder a Rhythm89.Ser capaz de distinguir una pieza de fruta de dos puede ser útil para la supervivencia, por ejemplo, "No veo una ventaja inmediata para que estos animales entiendan nada como una cantidad", dijo.
Otros estudios de comportamiento han demostrado que macacos rhesus y abejas también demuestre comprensión de cero. En términos de actividad cerebral vinculada a cero, múltiple estudios han demostrado que los monos llevan neuronas especialmente sintonizadas para el número cero, al igual que los cuervos. Y más recientemente, Nieder y sus colegas demostraron lo mismo en humanos, como se describe en un informe de 2018 en la revista neurona .
"Creo que inicialmente suena un poco loco preguntar si los animales entienden el cero, porque el cero es un número muy, muy especial, casi mágico, que tenemos", dijo Nieder. Pero ahora, la creciente evidencia sugiere que más animales puedencomprender el concepto de cero de lo que los científicos se dieron cuenta originalmente.
Aun así, Nieder dijo que se sorprendería si animales como los anfibios o los reptiles pudieran hacer cálculos matemáticos que se basan en una comprensión de cero, ya que sus capacidades de aprendizaje no coinciden con las de los mamíferos y las aves. Pero dado que las aves y los mamíferosse separaron de su antepasado común mucho antes de la extinción de los dinosaurios, el hecho de que compartan habilidades cognitivas superpuestas también es notable, dijo Nieder.
"Ese es el aspecto fascinante, eso evolución obviamente encontró diferentes formas anatómicas, de forma independiente, para equipar a esas aves y mamíferos con funciones cognitivas de alto nivel ".
Publicado originalmente en Rhythm89.