En un abrir y cerrar de ojos humano, un colibrí puede batir su ala docenas de veces, zambullirse fuera de la vista e incluso atrapar insectos voladores en el aire. ¿Cómo es posible que estas pequeñas criaturas hagan un seguimiento del mundo que se mueve a su alrededor?
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Según una nueva investigación, sus cerebros pueden configurarse de manera diferente para acomodar mejor la información visual que proviene de todas las direcciones, lo que podría tener implicaciones para el desarrollo de drones y robots de vuelo de precisión. En la parte de detección de movimiento del cerebro del colibrí, que es significativamente más grande que en otras especies de aves, las neuronas parecen estar "sintonizadas" de manera diferente, dice la autora principal Andrea Gaede, investigadora de neurobiología de la Universidad de Columbia Británica.
"Están procesando el movimiento visual de una manera diferente a cualquier otro animal estudiado hasta la fecha", dice Gaede.
En todas las demás aves, anfibios, reptiles y mamíferos analizados, incluidas otras especies de aves pequeñas, las neuronas de esta área del cerebro, conocidas como "lentiformes mesencefálicos", están sintonizadas para detectar el movimiento que viene desde atrás mejor que otros tipos de movimiento. Gaede dice que esto tiene sentido para la mayoría de los animales: un animal que pueda percibir mejor el movimiento en la periferia de su visión podría huir de los posibles depredadores que se acercan por la espalda.
No colibríes. Gaede y su equipo tomaron seis colibríes de Anna anestesiados ( Calypte anna ) y los pusieron en una cámara donde podían ver puntos moviéndose en una pantalla en diferentes direcciones. Luego registraron las señales provenientes de sus cerebros utilizando electrodos implantados en ellos en respuesta a los diferentes tipos de movimiento, y los compararon con las pruebas realizadas de la misma manera en pinzones y palomas de cebra.
Los investigadores superaron dificultades significativas para poder adaptar las técnicas de registro cerebral al tamaño pequeño y la delicadeza de los colibríes, dijo el investigador de neurología aviar de la Universidad de Chile, Gonzalo Marín, que no participó en este estudio.
A diferencia de los pinzones o palomas, las neuronas en el área del cerebro sensor de movimiento de los colibríes parecen estar sintonizadas para preferir el movimiento desde todas las direcciones de manera bastante equitativa, según el estudio publicado hoy en la revista Current Biology .
¿Por qué el pequeño colibrí haría las cosas de manera tan singular? Porque tienen que hacerlo, según Gaede.
"Tienen que estar conscientes de su entorno de una manera diferente a la de otros animales", dice Gaede. Piénselo: cuando pasa mucho tiempo flotando frente a pequeñas flores para beber, debe tener un control preciso de sus movimientos, todo mientras bate sus alas alrededor de 50 veces por segundo. Otras aves como los halcones pueden moverse con la misma rapidez mientras cazan, pero generalmente se mueven al aire libre sin ningún obstáculo cercano. "A menudo se ciernen sobre las flores en un ambiente desordenado [...] que no quieren dejarse llevar", dice ella.
Ser capaz de detectar el movimiento por igual en todas las direcciones también podría brindarles a los colibríes una ventaja cuando vuelan a altas velocidades, evaden a los depredadores y realizan inmersiones intensas de apareamiento para impresionar a las hembras. Sin embargo, no les daría la misma ventaja al ver depredadores potenciales desde atrás que otros animales tienen.
Gaede espera luego estudiar a los colibríes mientras están en movimiento para ver cómo sus cerebros procesan la información. "Podría ser una imagen aún más interesante", dice, aunque el pequeño tamaño y el dinamismo de las aves aún no deja claro cómo se hará. Marín dijo que estudios similares de insectos flotantes han encontrado respuestas a la estimulación visual que no se veían cuando se realizaban pruebas mientras estaba inmovilizado.
En humanos, los trastornos neurodegenerativos, como las formas de parálisis que afectan el equilibrio de una persona, podrían estar dañando el área del cerebro que detecta el movimiento humano, dice Gaede. Más investigación sobre cómo estas áreas procesan el movimiento en los colibríes podría conducir a una mejor comprensión de cómo funciona esta área en los humanos también, y cómo podría dejar de funcionar y solucionarse. Aprender más sobre los colibríes volar tan bien también podría ayudar a otra cosa voladora que necesita flotar con precisión, dice Gaede: drones.
"Esto podría proporcionar información para determinar nuevos algoritmos para la orientación visual", dice Gaede. Las empresas podrían programar mejor cómo los drones usan sus cámaras para evitar obstáculos mientras se mueven y se ciernen, por ejemplo. Un día podríamos agradecer a los colibríes cuando recibamos nuestros paquetes de Amazon por dron.
