¿Qué pasa dentro de los cerebros de los carpinteros? / cerebro

El vago carpintero tambores en una serie de staccatos de fuego rápido. No es diferente a una broca de zumbido que simplemente está con plumas y colocada en una rama. El pájaro carpintero más pequeño de América, de peso pluma, mide menos de siete pulgadas y pesa menos de una onza de carneros contra superficies inflexibles una y otra vez, chocando a una fuerza de más de 1,400 g. Los científicos han estado fascinados durante mucho tiempo por la forma en que parece evitar dividir los dolores de cabeza o el daño cerebral debilitante.

En el pasado, los investigadores han anotado los frenéticos movimientos de los pájaros carpinteros con cámaras en movimiento y escaneando huesos. Varias especies de pájaros carpinteros tienen arsenales profundos de adaptaciones. El cerebro de un pájaro carpintero, del tamaño de una nuez sin cáscara, se sienta cómodamente contra su cráneo, con poco líquido para chapotear. La piscina poco profunda minimiza las sacudidas. Luego está el pico: algunas especies tienen un pico superior un poco más largo que la parte inferior, lo que permite que las mitades golpeen un objetivo en diferentes momentos, difundiendo la fuerza del impacto. El cráneo del ave también es un amortiguador óseo, con capas de hueso compacto intercaladas entre franjas esponjosas.

El resultado de este trabajo ha sido, esencialmente, que los pájaros carpinteros deben estar haciendo bastante bien por sí mismos. Después de todo, el fósil de pájaro carpintero más antiguo se remonta a unos 25 millones de años. Si todos esos golpes estuvieran haciendo un número en ellos, seguramente ya habrían recortado el comportamiento, ¿verdad??

"Ese ha sido el supuesto", dice Peter Cummings, un neuropatólogo de la Escuela de Medicina de la Universidad de Boston. "Pero nadie ha mirado nunca el cerebro de un pájaro carpintero".

Cuando George Farah, entonces uno de los estudiantes graduados de Cummings, hizo un trote a través de la literatura existente, descubrió que tendía a examinar el escenario desde el punto de vista de la genética, la biomecánica o la evolución; nadie había seguido el camino de la histología. Con el fin de averiguar exactamente qué estaba pasando allí, y qué daño podía haber dejado ese golpeteo, tenía que meterse debajo del cráneo y meterse en el tejido..

Como era de esperar, es difícil encontrar una fuente de cerebros de aves. "No se puede salir al patio trasero, sentarse en su silla de jardín y esperar con una pistola BB", dice Cummings. Los investigadores pidieron a los funcionarios estatales de juego en Massachusetts que les avisaran si se encontraban con pájaros carpinteros, pero eso no estaba garantizado. ¿Quién sabía cuándo podrían aparecer? Un ornitólogo del estado sugirió museos de historia natural, que sorprendieron a Farah: había imaginado que estaban llenos de cuerpos con taxidermia o esqueletos articulados, pero no había pensado en especímenes húmedos. "La ciencia a veces tiene que ser como MacGyver: un poco de cinta adhesiva y goma de mascar, y esperas lo mejor", dice Cummings.

Farah comenzó a llamar a museos en frío, y la mitad de los que cortejó le dieron luz verde. El Museo de Historia Natural de Harvard y el Museo Field en Chicago, ofrecieron muestras de sus colecciones, todas en vinagre. Farah realizó craneotomías, cortando un colgajo circular ("como el corte de pelo de un monje") y luego cortando la placa ósea. De estos cerebros, que Cummings describe como poseedores de “la consistencia de gelatina que no está bien colocada”, Farah extrajo muestras de 15 y 25 micrones de ancho, aproximadamente una quinta parte del grosor de una hoja de papel. Cummings y Farah publicaron sus hallazgos en un nuevo estudio, publicado hoy en la revista. Más uno.

Anatómicamente, hay una gran cantidad de diferencias entre los cerebros de los pájaros carpinteros y los noggins humanos: estas aves no tienen una corteza, por ejemplo, o los picos y valles característicos (los giros y los surcos) que hacen que nuestros cerebros parezcan laberintos estriados. Pero para evaluar si las aves estaban sufriendo daño cerebral potencial debido a su picoteo de alta intensidad, los investigadores utilizaron una serie de manchas y anticuerpos para detectar la tau, una proteína que también está asociada con la enfermedad cerebral en los humanos..

Los investigadores compararon los cerebros del pájaro carpintero con rebanadas de mirlos de alas rojas, que no muestran comportamientos de picoteo. (Como control para confirmar que los tintes funcionaban correctamente, cada prueba también incluía un fragmento de un cerebro humano donado por alguien que tenía la enfermedad de Alzheimer, que también se asocia con la presencia de tau).

En primer lugar, utilizaron una mancha plateada, que resalta los patrones amplios de daño. Farah la compara con el baño de ropa en un tinte. "La idea era que, si no vemos nada, lo vamos a olvidar", dice Cummings. "Si vemos algo, entonces continuaremos con el estudio histoquímico". Ya que encontraron acumulaciones en ocho de los 10 cerebros de pájaro carpintero, y ninguno en las aves de control, pasaron a un segundo análisis, que usó como objetivo Anticuerpos específicos para tau. Los investigadores solo pudieron realizar este segundo análisis en tres de las muestras de pájaro carpintero, las otras se degradaron en el proceso. Dos de esos tres cerebros de pájaro carpintero mostraron evidencia de tau, mientras que ninguno de los pájaros de control lo hizo..

Eso no quiere decir que tau sea definitivamente el producto de un trauma inducido por picoteo. Tau no necesariamente marca una patología: en los seres humanos, a veces se acumula con la edad, por ejemplo, y los cerebros de algunos individuos solo tienen más. Pero es una indicación de que algo podría no estar bien. Cummings no cree que el daño en el cerebro de los pájaros carpinteros sea un producto de la edad; una de las muestras provino de un ave juvenil y, también, mostró signos de trauma. Pero hay varios tipos (o isoformas) de tau, y algunos de ellos son incluso neuroprotectores, dice Cummings. "Quizás este tau que estamos viendo en los pájaros carpinteros podría ser otra adaptación protectora para soportar las fuerzas del picoteo". Cummings cree que el trabajo futuro podría volverse más granular.

Un inconveniente, que los investigadores reconocen fácilmente, es que el experimento fue pequeño: solo 10 pájaros carpinteros. El diseño habría sido más fuerte, dice Farah, si hubieran separado a los pájaros carpinteros vivos en grupos experimentales y de control, permitiendo que una cohorte los picara y evitando que la otra lo haga. Farah espera que sienta las bases para más investigación. Ann McKee, neuropatóloga en la Escuela de Medicina de la Universidad de Boston que estudia lesiones cerebrales traumáticas en humanos y no participó en esta investigación, dijo a la El Correo de Washington Que este trabajo es "un hallazgo importante y provocativo".

Mientras tanto, los cerebros de los pájaros carpinteros y sus supuestas protecciones continúan inspirando los diseños de cascos, collares y otras armaduras de plástico para atletas humanos, incluso si hay muchas preguntas sobre lo que está sucediendo dentro de esas pequeñas versiones aviares..