Las aves tienen cerebros pequeños, pero al tener muchas neuronas pueden competir en tareas cognitivas con cerebros más grandes, como los de los chimpancés. La clave está en que sus neuronas se las arreglan con menos combustible en forma de glucosa.
Las aves tienen habilidades cognitivas impresionantes y muestran un alto nivel de inteligencia. En comparación con los mamíferos de aproximadamente el mismo tamaño, los cerebros de las aves también contienen muchas más neuronas.
Un nuevo estudio, cuyos resultados se publican en Current Biology, ha descubierto que las aves pueden permitirse el lujo de mantener más células cerebrales porque sus neuronas se las arreglan con menos combustible en forma de glucosa.
Nuestro cerebro representa sólo alrededor del 2 por ciento de nuestro peso corporal, pero utiliza alrededor del 20 al 25 por ciento de la energía de nuestro cuerpo para los procesos cognitivos.
En comparación, los cerebros de las aves son mucho más pequeños. Sin embargo, son tan inteligentes como algunos mamíferos: los cuervos y los loros, por ejemplo, cuyos cerebros pesan solo entre 10 y 20 gramos, pueden competir cognitivamente con un chimpancé, cuyo cerebro pesa 400 gramos.
¿Cómo es posible?
Para aclarar este misterio, Kaya von Eugen, de la Universidad Ruhr de Bochum, en Alemania, y sus colegas, se propusieron determinar el presupuesto de energía neuronal de las aves basándose en estudios con palomas.
Realizaron una PET-RM cerebral en cuatro palomas bravías despiertas y seis anestesiadas, tras la administración intravenosa de 18 F-fluorodesoxiglucosa, un análogo de la glucosa.
La PET/RM es un método de diagnóstico por la Imagen. Combina la información diagnóstica de la imagen de los procesos bioquímicos y moleculares que ofrece la Tomografía de Emisión de Positrones (PET), con la caracterización morfológica y morfofuncional tisular que ofrece la Resonancia Magnética (RM).
El método empleado en esta investigación se basa en que los órganos captan el derivado de glucosa administrado por vía intravenosa, y el isótopo de flúor, que forma parte del derivado, sufre una desintegración beta en las células, que es registrada por el detector.
Así, conociendo la concentración de glucosa en sangre y la cantidad de fármaco administrado, es posible calcular el consumo de glucosa de las neuronas de las aves.
Menos glucosa
Con este sistema, la nueva investigación descubrió que el cerebro de la paloma consume una cantidad sorprendentemente baja de glucosa (solo necesita 27 micromoles de glucosa por cada 100 gramos de tejido neuronal) cuando el animal está despierto.
Eso se traduce en un presupuesto de energía sorprendentemente bajo para el cerebro, especialmente cuando se compara con el cerebro de los mamíferos.
Eso significa que, en promedio, las neuronas del cerebro de las aves consumen tres veces menos glucosa que las del cerebro de los mamíferos.
La razón de una eficiencia energética tan alta de las neuronas aviares aún no se ha determinado con precisión, pero lo más probable es que la explicación esté en las características histológicas del tejido nervioso y en la temperatura del cerebro, destacan los investigadores.
Von Eugen dice que es posible que las diferencias estén relacionadas con la temperatura corporal más alta de las aves, o también con el diseño específico de sus cerebros.
Cuestión evolutiva
Los investigadores creen que, a lo largo de la evolución, las aves desarrollaron cerebros más pequeños, compensados con una gran cantidad de neuronas capaces de un rendimiento cognitivo avanzado.
El efecto combinado de los elementos distintivos de las aves (neuronas pequeñas, temperatura corporal alta, y el diseño específico del cerebro), puede haber generado la posible ventaja aviaria en el procesamiento neuronal de la información con una mayor eficiencia energética: neuronas baratas con capacidad de procesamiento avanzada.
Los investigadores quieren seguir profundizando y entender más acerca de cómo las neuronas de las aves consumen menos glucosa.
Aunque tienen ideas sobre cómo podría funcionar, necesitan más estudios y pruebas para descubrir la explicación mecánica exacta de cómo las aves logran una mayor eficiencia de procesamiento cognitivo con neuronas de bajo consumo.
Referencia
Avian neurons consume three times less glucose than mammalian neurons. Kayavon Eugen et al. Current Biology, 8 September 2022. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.07.070
