La ecolocalización no es algo que los delfines simplemente reciben, sino que la controlan
Bajo la azul extensión del océano, un delfín surca el agua. Emite ráfagas de clics de alta frecuencia: agudos pulsos de sonido que viajan por el mar.
Cuando esos chasquidos impactan en un pez, un arrecife de coral u otro animal, los ecos rebotan. Al escuchar atentamente, el delfín construye una detallada imagen de su entorno, no con la vista, sino con el oído.
Esta capacidad, llamada ecolocalización, es como un sistema de radar submarino integrado. Las ballenas dentadas (incluidos los delfines) pueden detectar el tamaño, la forma, la distancia e incluso la textura de los peces, las rocas u otras criaturas marinas a su alrededor, todo ello escuchando los ecos.
Los humanos no pueden oír estos chasquidos; son demasiado agudos. Pero para los delfines, así es como navegan, cazan y exploran.
Esto plantea una gran pregunta: ¿Cómo hace posible su cerebro la ecolocalización?
Un nuevo estudio da un paso hacia la respuesta al comparar los cerebros de delfines ecolocalizadores con los de sus parientes no ecolocalizadores: las ballenas barbadas.
No todas las ballenas ecolocalizan. Alrededor del 90 % pertenecen al grupo de las ballenas dentadas —incluyendo delfines, orcas, belugas, cachalotes y narvales—, que utilizan la ecolocalización para percibir su entorno. El resto son ballenas barbadas, como las jorobadas y las azules, que se basan en sonidos de baja frecuencia, el canto y otros sentidos.
"Nuestra investigación buscó comprender cómo las vías de transmisión de la información auditiva difieren entre las ballenas ecolocalizadoras y las que no lo hacen", afirma la autora principal, Sophie Flem, experta en mamíferos marinos del New College de Florida.
"En humanos, primates, roedores y perros, disponemos de mapas bien definidos de qué partes del cerebro contribuyen a qué tipo de procesamiento. Aún no los tenemos en los cerebros de los delfines, que son sorprendentemente inusuales en comparación con los cerebros de los animales terrestres".
El equipo se centró en una parte del cerebro llamada colículo inferior, una especie de cruce por donde pasan las señales sonoras en su camino hacia áreas de procesamiento más complejas. Es una estructura que también poseen los humanos y la mayoría de los animales.
Para estudiarlo, los investigadores utilizaron imágenes cerebrales de alta resolución de delfines y ballenas barbadas fallecidos que habían varado de forma natural. Siguieron las vías que recorre el sonido a medida que viaja a través del cerebro hacia la corteza cerebral, una región aún en gran medida desconocida en los delfines.
Imagen: Equipos de rescate asisten a delfín varado en Wellfleet, Massachusetts, un foco mundial de varamientos masivos de delfines, que ofrece oportunidades excepcionales de investigación bajo protección federal.
Esperaban que los cerebros de los delfines tuvieran conexiones de procesamiento del sonido más fuertes que las de las ballenas barbadas. Pero, para su sorpresa, si bien los delfines tenían más regiones de la corteza conectadas al sonido, esas conexiones no eran más fuertes. En cambio, la mayor diferencia se manifestó más adelante en el recorrido, en las conexiones entre los colículos inferiores y el cerebelo.
¿Por qué es importante esto? El cerebelo es conocido por controlar el equilibrio y el movimiento. Pero en los últimos años, los científicos han descubierto que también es crucial para la rápida toma de decisiones y para predecir cómo interactúan el cuerpo y el entorno.
"Piensa en buscar a tientas el interruptor de la luz en una habitación oscura o usar el tacto para descubrir qué objeto hay dentro de una bolsa oscura", explica el coautor Peter Tyack de la Institución Oceanográfica Woods Hole. "Los delfines usan la ecolocalización para interactuar con su mundo y, a diferencia del oído y la vista, deben producir la energía que luego regresa a sus receptores sensoriales; la ecolocalización es en parte audición y en parte vocalización".
"Piensa en mover la mano para generar la retroalimentación táctil que te permite encontrar el interruptor de la luz. De forma similar, los delfines se mueven alrededor de su haz de ecolocalización para obtener la retroalimentación que necesitan para desenvolverse en un entorno submarino oscuro".
Imagen: Modelo putativo de cómo la conectividad cortical-cerebelosa auditiva diferencial puede relacionarse con los mecanismos y funciones diferenciales de la audición y la producción de sonido en odontocetos versus misticetos.
En otras palabras, la ecolocalización no es algo que los delfines simplemente reciben, sino que la controlan. Es activa. Dirigen los clics de su sonar como una linterna e interpretan los ecos que reciben en tiempo real. Esto requiere coordinación entre el sonido y el movimiento.
"Los neurobiólogos comparativos llevan años dedicados a examinar los patrones de conexiones cerebrales de delfines y ballenas, convencidos de que la singular historia evolutiva de estas especies aportará nuevos conocimientos sobre la evolución cerebral", afirma el autor principal, Peter Cook, profesor asociado de Ciencias de los Mamíferos Marinos en el New College de Florida.
"Por fin tenemos la tecnología para empezar a descifrar estos misteriosos sistemas nerviosos y descubrir cómo funcionan. Ahora que podemos observar el interior del cerebro de estos animales de forma oportunista y ética, apenas están empezando a enseñarnos".
El estudio abre una nueva ventana a cómo animales como los delfines pueden haber desarrollado un cableado cerebral único para ayudarlos a prosperar en el oscuro y lleno de ecos mundo submarino.
El estudio se ha publicado en la revista PLOS ONE: Lateralized cerebellar connectivity differentiates auditory pathways in echolocating and non-echolocating whales
