Científicos revelan el sorprendente parecido entre humanos y ratones al procesar sonidos

Una secuencia de clics y ritmos conecta a dos especies que, a simple vista, parecen distantes en la evolución. Científicos en Alemania descubrieron que humanos y ratones procesan los sonidos de forma muy similar, organizando la información auditiva en mapas internos casi iguales. El hallazgo, publicado en la revista Communications Psychology, aporta información sobre cómo los cerebros de mamíferos interpretan, aprenden y diferencian los sonidos del entorno.

El equipo liderado por Johannes P.-H. Seiler y Simon Rumpel, de la Universidad Johannes Gutenberg de Maguncia, realizó experimentos en los que tanto personas como ratones tenían que identificar secuencias de sonidos. Los resultados llamaron la atención de los propios investigadores: “Observamos que los pulsos por segundo eran el factor principal en la estructura del mapa perceptual, seguidos por la irregularidad de los acentos y el desequilibrio de los pulsos”, explicaron en el artículo original.

Estos mapas perceptuales son representaciones internas que el cerebro usa para clasificar y comparar sonidos. Funcionan como una especie de mapa mental del sonido, donde la frecuencia de los clics, la regularidad de los acentos y la simetría de los pulsos determinan qué tan parecidos o diferentes resultan los estímulos.

En el experimento, se presentaron distintas combinaciones de sonidos a humanos y ratones. Se pidió a las personas que evaluaran la similitud entre pares de sonidos, mientras que los ratones fueron entrenados para distinguir los mismos patrones a cambio de recompensas. Los datos obtenidos permitieron construir mapas perceptuales para ambas especies y compararlos.

Cómo influye la percepción en el aprendizaje

Uno de los puntos clave del estudio fue que la manera en que las personas y los ratones perciben las diferencias entre sonidos permite anticipar qué tan rápido aprenderán a distinguirlos. “El peso perceptual ingenuo de los pulsos por segundo predijo un aprendizaje más rápido y una mejora mayor en la tarea de discriminación correspondiente”, señalaron los autores.

En otras palabras, quienes distinguieron mejor la cantidad de pulsos por segundo aprendieron más rápido a identificar los sonidos del experimento. Esta relación entre percepción inicial y velocidad de aprendizaje se observó tanto en humanos como en ratones.

El estudio también examinó cómo cambian las decisiones durante el aprendizaje. Los resultados muestran que la característica reforzada (por ejemplo, la frecuencia de los pulsos) fue ganando importancia a medida que avanzaba el aprendizaje, mientras que los factores menos relevantes fueron perdiendo peso. Así, el cerebro ajusta sus criterios según la experiencia, pero sobre una base estructural que casi no cambia.

Un patrón compartido entre dos especies

Al comparar los mapas perceptuales de humanos y ratones, los investigadores encontraron una similitud estructural notable. “Mostramos correlaciones positivas altas y significativas entre el mapa basado en tareas de los ratones y los mapas perceptuales, tanto ingenuos como basados en tareas, de los humanos”, escribieron. Esto indica que, a pesar de las diferencias evolutivas y anatómicas, ambas especies comparten una forma parecida de representar los sonidos internamente.

Este resultado sugiere que los mamíferos cuentan con “estructuras inherentes para diferentes estímulos sensoriales, que determinan la forma de nuestros modelos internos del mundo”. Es decir, tanto humanos como ratones interpretan la información auditiva usando principios similares, posiblemente debido a la influencia del entorno físico en la evolución de los sentidos.

El trabajo concluye que la percepción de sonidos pulsados sigue una estructura general que se mantiene en distintas especies y contextos de aprendizaje. Esta arquitectura común permite que los cerebros de los mamíferos ajusten sus decisiones perceptivas según lo que exige el entorno, sin necesidad de modificar por completo sus mapas internos.

Los autores planean investigar cómo se forman y modifican estos mapas en el cerebro, con la idea de entender los procesos neuronales detrás de este fenómeno. Conocer estos mecanismos podría aportar ideas para nuevas terapias en trastornos de la percepción auditiva y para mejorar modelos de inteligencia artificial inspirados en el cerebro.

“Poder medir mapas de representación es interesante, pero no explica por sí solo cómo surgen en una red neuronal”, comentaron Seiler y Rumpel. El reto ahora es descubrir cómo funcionan las dinámicas neuronales que permiten a humanos y ratones compartir, sin saberlo, una misma melodía cerebral.