Investigadores del Instituto Weizmann descubren que el batido de bigotes en ratones produce sonidos que mejoran su percepción táctil y auditiva.
Descubrimiento del Instituto Weizmann sobre percepción en ratones
Investigadores del Instituto Weizmann de Ciencias en Israel descubrieron que los movimientos de los bigotes de los ratones, conocidos como batido, generan sonidos sutiles que los roedores perciben y procesan en su corteza auditiva. Este hallazgo, publicado en Current Biology, revela que el batido, antes considerado un acto exclusivamente táctil, combina información auditiva para mejorar la percepción del entorno. Los experimentos demostraron que los ratones usan estos sonidos para detectar y distinguir objetos, lo que sugiere una integración multisensorial entre el tacto y el oído.
El estudio, liderado por el profesor Ilan Lampl del Departamento de Ciencias del Cerebro, junto con los investigadores Ben Efron, Athanasios Ntelezos y Yonatan Katz, utilizó micrófonos ultrasensibles capaces de registrar frecuencias ultrasónicas, inaudibles para humanos. Estos micrófonos se colocaron a unos 2 centímetros de los bigotes, simulando la distancia aproximada a las orejas de los ratones. Los experimentos mostraron que los bigotes, al rozar superficies como hojas secas de buganvilla o papel de aluminio, producen sonidos distintivos que activan neuronas en la corteza auditiva.
Para confirmar que la activación neuronal se debía a los sonidos y no al contacto táctil, los investigadores cortaron el nervio que conecta los folículos de los bigotes con el cerebro. Incluso tras esta intervención, la corteza auditiva siguió respondiendo a los sonidos, lo que verificó que los ratones procesan información auditiva generada por el batido. Este descubrimiento indica que los ratones combinan estímulos táctiles y auditivos para obtener una percepción más precisa de su entorno, especialmente en condiciones de baja visibilidad como la noche.
Los bigotes de los ratones, más gruesos en la base y más delgados en la punta, son ideales para generar vibraciones sonoras al interactuar con objetos. Los científicos probaron diferentes materiales, como papel de aluminio, que produce un sonido característico, y hojas secas, que emiten un crujido reconocible. Estas interacciones generan frecuencias ultrasónicas que los ratones detectan, lo que les permite identificar texturas o estructuras, como distinguir entre semillas sólidas o huecas.
Datos clave sobre el batido de bigotes en ratones
- Los bigotes producen sonidos ultrasónicos al rozar objetos, imperceptibles para humanos.
- La corteza auditiva de los ratones procesa estos sonidos, integrándolos con información táctil.
- Experimentos con micrófonos a 2 cm de los bigotes confirmaron la generación de sonidos distintivos.
- Modelos de inteligencia artificial identificaron objetos basándose en sonidos de bigotes.
- El corte del nervio de los folículos no eliminó la respuesta auditiva, confirmando el rol del sonido.
Avances en modelos de inteligencia artificial y aplicaciones prácticas
Los investigadores desarrollaron dos modelos de aprendizaje automático para analizar los datos. El primero identificó objetos basándose en la actividad neuronal registrada en la corteza auditiva de los ratones, mientras que el segundo analizó los sonidos generados por los bigotes al rozar diferentes superficies. Ambos modelos confirmaron que los sonidos, y no solo el contacto táctil, activan respuestas neuronales específicas, lo que refuerza la hipótesis de una integración multisensorial en los ratones.
Los experimentos también incluyeron la colocación de electrodos en el cerebro de los ratones para registrar la actividad neuronal durante el batido. Los resultados mostraron una activación significativa en la corteza auditiva cuando los bigotes rozaban objetos, incluso en ausencia de estímulos táctiles directos. Este enfoque permitió a los científicos descartar que las respuestas neuronales fueran únicamente el resultado del contacto físico.
Los hallazgos tienen aplicaciones potenciales más allá de la biología. La capacidad de los ratones para usar sonidos generados por el batido podría inspirar el diseño de sensores para robótica en entornos con visibilidad limitada, como en operaciones de rescate o exploración. Además, los principios descubiertos podrían aplicarse en tecnologías de asistencia para personas con discapacidad visual., que combinan retroalimentación táctil y auditiva para identificar superficies como concreto o madera.
El estudio también arroja luz sobre la evolución de los sistemas sensoriales en mamíferos. Los ratones, que suelen ser activos en la noche, podrían haber desarrollado esta capacidad para navegar en la oscuridad, detectar presas o evitar depredadores. Por ejemplo, el sonido producido al rozar hierba verde en lugar de paja seca podría ayudar a los ratones a moverse silenciosamente y evitar la detección por parte de depredadores como los búhos.
Contexto científico y evolución de los sistemas sensoriales
El descubrimiento del Instituto Weizmann amplía el conocimiento sobre cómo los mamíferos integran múltiples sentidos para interactuar con su entorno. Estudios previos sobre el batido de bigotes se enfocaron en su función táctil, analizando cómo los ratones usan el contacto físico para explorar objetos. Sin embargo, la incorporación del componente auditivo revela una complejidad mayor en el sistema sensorial de los roedores, que combina información de múltiples canales para formar una percepción más completa.
La investigación también se alinea con estudios recientes sobre la integración sensorial en otros animales. Por ejemplo, experimentos en murciélagos han demostrado cómo combinan ecolocalización y tacto para navegar, mientras que en humanos se ha estudiado la interacción entre el tacto y el oído en tareas como la identificación de texturas. El trabajo del equipo de Lampl sugiere que los principios de integración sensorial observados en ratones podrían ser un modelo para entender procesos similares en otras especies.
El uso de micrófonos ultrasensibles y electrodos cerebrales representa un avance metodológico en el estudio de los sistemas sensoriales. Estas herramientas permitieron a los investigadores captar sonidos que previamente habían pasado desapercibidos y correlacionarlos con la actividad neuronal. La combinación de estas técnicas con modelos de inteligencia artificial marca un paso adelante en la capacidad de analizar datos complejos en neurociencia.
El estudio del Instituto Weizmann redefine el entendimiento del batido de bigotes y también establece un precedente para futuras investigaciones sobre cómo los animales integran información sensorial. Los resultados podrían influir en campos como la neurociencia, la robótica y las tecnologías de asistencia, demostrando cómo un descubrimiento en un modelo animal puede tener implicaciones prácticas y científicas de amplio alcance.