image: Researchers at the department of Ethology at Eötvös Loránd University trained the dogs so they are capable of scanning the brains of awake, unrestrained dogs. view more
Credit: Enik? Kubinyi / Eötvös Loránd University
En una colaboración internacional entre el Departamento de Etología de la Universidad Eötvös Loránd en Budapest, Hungría y del Instituto de Neurobiología de la UNAM en Querétaro, México, investigadores descubrieron notables semejanzas y diferencias entre cómo el cerebro de perros y humanos procesa información visual sobre los otros. El estudio fue publicado en The Journal of Neuroscience (https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.2800-19.2020) el 5 de octubre de 2020.
Para los humanos, las caras son fundamentales en la comunicación visual. En humanos existe una red neural especializada en el procesamiento de las caras. Los perros también prestan atención a las caras, las observan para establecer contacto visual y para leer las emociones, pero para comunicarse, los perros también prestan atención a señales corporales. ¿El cerebro de los perros estará tan especializado para procesar las caras como lo está el cerebro de los humanos?
Para explorar las semejanzas y diferencias entre la respuesta del cerebro de los perros y de los humanos hacia información visual, investigadores compararon la respuesta cerebral en veinte perros y treinta humanos en exactamente el mismo experimento realizado mediante Imagenología por Resonancia Magnética funcional (IRMf). Los perros y los humanos vieron pequeños videos de caras de perros y de humanos y, para comparar, nucas de perros y de humanos. Esta es la primera investigación con neuroimagen que directamente comparó la respuesta cerebral a estímulos visuales entre una especie no primate y una especie primate de forma no invasiva.
Investigadores de dos de los pocos laboratorios del mundo capaces de escanear cerebros de perros despiertos y sin restricciones (después de un intenso entrenamiento) ubicados en el Departamento de Etología de la Facultad de Ciencias de la Universidad Eötvös Loránd en Budapest, y en el Instituto de Neurobiología de la UNAM en Querétaro, unieron esfuerzos para recopilar datos sobre la respuesta cerebral de los perros al observar videos. Gracias a esta colaboración internacional, se logró tener la participación de más perros de los que habitualmente participan en este tipo de estudios.
Con respecto a las semejanzas, el estudio identificó regiones cerebrales tanto en perros como en humanos que categorizaron los videos dependiendo de si se mostraba su propia especie o no. "De hecho, en estudio previos, nuestro grupo de investigación ya había demostrado una respuesta similar entre los cerebros de perros y de humanos para procesar vocalizaciones de su propia especie. Ahora, en este estudio vemos que la sensibilidad a la especie es un principio importante de organización en el cerebro de los mamíferos cuando procesan estímulos sociales, en ambas modalidades, visual y auditiva", explica Attila Andics supervisor del estudio.
Con respecto a las diferencias, el estudio no encontró regiones cerebrales en los perros que procesaran si el video presentaba una cara o una nuca -esto es una distinción importante en el cerebro humano. "Un análisis de preferencia de los patrones de respuesta cerebral confirmó que, en los perros, la preferencia a sus conspecíficos es primaria sobre la preferencia a las caras, mientras que, en los humanos, la preferencia a las caras es primaria sobre la preferencia a sus conspecíficos. Esta es una diferencia esencial. Demuestra la existencia de diferencias importantes en la especialización cortical para percepción de caras entre los mamíferos. De hecho, estos resultados dan una nueva perspectiva a otros estudios de IRMf en perros que consideran haber encontrado "áreas de las caras"; lo que creemos es que, en esos estudios, la mayor actividad hacia las caras de perros en realidad indicaba una preferencia hacia imágenes de perros más que áreas cerebrales que prefieren caras". Explica Nóra Bunford, co-primera autora del estudio, quien coordinó la adquisición de los datos en Hungría.
Los investigadores también identificaron regiones cerebrales en los perros y en los humanos que mostraban un patrón de actividad similar en respuesta a los videos: "Utilizando un análisis de similitud representacional es posible comparar directamente los patrones de actividad cerebral entre especies. Fue interesante encontrar que las semejanzas entre los cerebros de los perros y de los humanos en sus patrones de actividad fue mayor cuando hicimos un emparejamiento funcional (esto es, comparar la actividad para caras de perros en el cerebro del perro y con caras humanas en el cerebro de los humanos) que cuando hicimos un emparejamiento físico (esto es, comparar la actividad para caras de perros en ambos, en el cerebro del perro y del humano). Esto nos muestra que, tanto en perros como en humanos, los patrones de actividad cerebral que encontramos están relacionados al procesamiento categórico -de alto nivel- de la información social y no al procesamiento visual de bajo nivel,". Explica Raúl Hernández-Pérez, co-primer autor del estudio, quien coordinó la adquisición de los datos en México.
"Tanto las semejanzas en la sensibilidad hacia las especies, como las diferencias en la sensibilidad hacia las caras sugieren tanto analogías funcionales como diferencias en los principios organizativos del procesamiento visual de estímulos sociales entre perros y humanos. Este es otro ejemplo de cómo la neuroimagen comparativa entre especies de mamíferos filogenéticamente distantes puede hacer avanzar nuestra compresión de cómo se organizan y cómo evolucionaron las funciones sociales del cerebro" sintetiza Andics.
Vínculo de la publicación: https://www.jneurosci.org/lookup/doi/10.1523/JNEUROSCI.2800-19.2020
Video resumen sobre la investigación: https://youtu.be/W6Fm6gmq9ZQ
###
El estudio fue publicado en The Journal of Neuroscience con el título "Comparative brain imaging reveals analogous and divergent patterns of species- and face-sensitivity in humans and dogs", escrito por by Nóra Bunford, Raúl Hernández-Perez, Eszter Farkas, Laura Cuaya, Dóra Szabó, Ádám Szabó, Márta Gácsi, Ádám Miklósi, and Attila Andics. El estudio y los investigadores fueron financiados por la Academia Húngara de Ciencias (programa Lendület LP2017-13/2017, LP2018-3/2018; y F01/031), la Oficina Nacional de Investigación, Desarrollo e Innovación (115862K), el Ministerio de Capacidades Humanas de Hungría (ÚNKP-17-4-ELTE/12423/11), el Consejo Europeo de Investigación (ERC; 680040), la Universidad Eötvös Loránd (ELTE), el Programa Nacional de Investigación Cerebral (2017-1.2.1-NKP-2017-00002) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT; 409258 and 407590).