Durante décadas, la neurociencia sostuvo que las habilidades cerebrales no ejercitadas tienden a perderse con el tiempo. Una investigación del Instituto Max Planck de Inteligencia Biológica, publicada en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), cuestiona este paradigma al mostrar que las hembras de canario, tradicionalmente silenciosas, conservaron la capacidad de cantar durante toda su vida.
Este descubrimiento pone de manifiesto una plasticidad cerebral inesperada y sugiere que circuitos neuronales inactivos pueden reactivarse tras años de inactividad, según informó la Max Planck Society.
El equipo, liderado por Shouwen Ma, Carolina Frankl-Vilches y Manfred Gahr, analizó la región HVC, un núcleo cerebral clave en el canto de aves. Aunque las hembras de canario no suelen cantar en la naturaleza, su cerebro alojó la maquinaria neural para la producción de canto, similar a la especialización cerebral para el lenguaje en humanos.
Los investigadores administraron testosterona a hembras adultas, lo que desencadenó el desarrollo de habilidades vocales comparables a las de los machos en la temporada reproductiva. Observaron este proceso incluso en ejemplares de siete años, una edad avanzada para la especie en estado silvestre, lo que confirmó la persistencia de la capacidad latente para el canto.
Mecanismos neuronales y moleculares en la plasticidad cerebral
Contrario a la antigua creencia de que la activación de habilidades como el canto necesitaba crecimiento físico en áreas cerebrales implicadas, los resultados obtenidos con técnicas avanzadas de imagen y transcriptómica espacial demostraron un mecanismo diferente.
Según el artículo de PNAS, la administración de testosterona no aumentó el tamaño del HVC ni los espacios entre neuronas. Indujo cambios funcionales y moleculares en las células ya existentes. Las neuronas incrementaron su actividad, fortalecieron conexiones y modificaron su expresión génica, lo que produjo una apariencia de crecimiento anatómico en imágenes tradicionales, aunque la estructura física permaneció inalterada.
Shouwen Ma, citado por la Max Planck Society, explicó: “En lugar de expandir la región cerebral, el mapeo génico mostró que la testosterona orquesta estos cambios en todo el HVC sin alterar su tamaño.
Esto significa que el HVC mantiene su tamaño y arquitectura neural incluso cuando no se utiliza, permitiendo que las aves recuperen habilidades complejas de canto tras años de silencio. Lo fascinante de este descubrimiento es que ilustra cómo el cerebro no necesita reconstruir estructuras desde cero: la maquinaria neural permanece lista, esperando ser activada y ajustada”.
Metodología experimental y hallazgos clave
Para estas conclusiones, el equipo usó una combinación de imagenología de dos fotones, análisis de expresión génica y estudios de comportamiento vocal. El seguimiento de neuronas en el HVC durante semanas de tratamiento mostró que la posición y densidad de las células permanecieron estables.
Los cambios observados implicaron una diferenciación funcional de las neuronas, evidenciada por la remodelación de sinapsis y el aumento de la densidad de botones sinápticos, en lugar de una proliferación o desplazamiento celular.
El análisis transcriptómico espacial permitió identificar patrones de expresión génica vinculados al canto, sobre todo en procesos relacionados con el metabolismo y el desarrollo del sistema nervioso, sin que se detectara un crecimiento real en el volumen cerebral.
La metodología incluyó la implantación de testosterona en las hembras, el registro y análisis de sus vocalizaciones y la comparación de muestras cerebrales mediante técnicas histológicas y moleculares. Tras la administración hormonal, las hembras desarrollaron canciones estructuralmente similares a las de los machos, aunque con menor variedad de sílabas.
El estudio descartó que la aparente expansión del HVC observada en técnicas histológicas convencionales correspondiera a un aumento real de volumen, atribuyéndola a cambios en la actividad y diferenciación neuronal.
Implicaciones para la neurociencia y la plasticidad cerebral
Según la Max Planck Society y PNAS, las implicaciones de este trabajo van más allá del canto en aves. Manfred Gahr, director del departamento de Neurobiología del Comportamiento, señaló: “Estamos descubriendo principios fundamentales de la plasticidad cerebral y cómo los cerebros retienen la capacidad de cambios innovadores a lo largo de la vida”.
Comprender la forma en que las hormonas desencadenan cambios en las células cerebrales y cómo los circuitos neuronales preservan su estructura y flexibilidad podría aportar claves para entender la recuperación de funciones tras lesiones cerebrales o el envejecimiento en humanos.
El modelo propuesto por los autores, basado en la diferenciación funcional de neuronas dentro de una arquitectura cerebral estable, refuta la idea que predomina en la neurobiología adulta de “úsalo o piérdelo”.
En lugar de perder capacidades por falta de uso, el cerebro de las hembras de canario muestra que puede mantener circuitos listos para reactivarse, lo que ofrece nuevas perspectivas sobre la resiliencia y adaptabilidad del sistema nervioso a lo largo de la vida.
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