El canto de las ballenas puede ser tan eficiente–y, en algunos casos, incluso más eficiente– que la comunicación humana, según un nuevo estudio publicado en Science Advances. Mientras tanto, una nueva investigación no relacionada publicada en Science investiga además la adhesión del canto de las ballenas a una ley lingüística universal, según observaciones de grabaciones de ballenas jorobadas. La selección natural favorece lo conciso sobre lo prolijo. Por ejemplo, gritar “¡Agáchate!” es más rápido y mucho más efectivo que decir “¡Cuidado, viene un proyectil y tienes que apartarte del camino!”. Dos leyes lingüísticas de abreviación, conocidas como la ley de Menzerath y la ley de Zipf, calculan estas eficiencias en la vocalización. La primera describe cómo aumenta la eficiencia cuando las palabras o canciones más largas tienen elementos más cortos, como sílabas y notas. La segunda indica que la eficiencia crece cuando los elementos individuales que se utilizan con mayor frecuencia son más cortos. El trabajo independiente publicado en Science Advances aplica tanto la ley de Menzerath como la ley de Zipf al canto de las ballenas, analizando secuencias de un total de 16 especies de cetáceos, incluidos delfines, cetáceos dentados y misticetos. En este estudio, Mason Youngblood examinó componentes dentro de 65.511 secuencias de canto de ballenas y 51 lenguas humanas, definiendo la eficiencia en primer lugar según la ley de Menzerath. Las vocalizaciones de 11 de las 16 especies mostraron la ley de Menzerath en un grado igual o superior al observado en el habla humana. Las excepciones fueron las orcas, los delfines de Héctor, los delfines de Commerson, los delfines de Heaviside y las ballenas francas del Pacífico Norte. Youngblood examinó a continuación la ley de Zipf. Solo las ballenas jorobadas y las ballenas azules siguieron esta ley, y únicamente las jorobadas lo hicieron en la misma medida que se observa en el habla humana. En el estudio no relacionado publicado en Science, Inbal Arnon y sus colegas aplicaron métodos cuantitativos, normalmente utilizados para evaluar el habla infantil, y descubrieron que la aprendibilidad culturalmente evolucionada de las lenguas humanas también se aplica al canto de las ballenas jorobadas. En el lenguaje humano, las unidades estructuralmente coherentes exhiben una distribución de frecuencias que sigue una ley de potencia, también conocida como distribución zipfiana, un atributo que facilita el aprendizaje y probablemente mejora la preservación precisa del idioma a lo largo de las generaciones. El canto de las ballenas jorobadas presenta un paralelismo fascinante con el lenguaje humano, al tratarse de uno de los despliegues vocales más intrincados del reino animal, y también se transmite culturalmente. Estos cantos están altamente estructurados, compuestos por elementos jerárquicos anidados: elementos sonoros que conforman frases, frases que se repiten en temas y temas que se combinan en canciones. Si las propiedades estadísticas del lenguaje humano surgen de la transmisión cultural, deberían ser detectables patrones similares en el canto de las ballenas. Arnon y sus colaboradores utilizaron técnicas de segmentación del habla inspiradas en el análisis del habla infantil para examinar 8 años de grabaciones del canto de ballenas jorobadas y descubrieron estructuras ocultas en estos cantos que muestran paralelismos sorprendentes con el lenguaje humano. Concretamente, estos cantos contienen subsecuencias estadísticamente coherentes que se ajustan a una distribución zipfiana. Además, la longitud de estas subsecuencias obedece a la ley de la brevedad de Zipf, un principio impulsado por la eficiencia que se observa en numerosas especies, incluidos los seres humanos. Este sorprendente paralelismo entre dos especies evolutivamente distantes subraya el profundo papel del aprendizaje y la transmisión cultural en la configuración de la comunicación entre especies, desafiando la idea de que tales propiedades estructurales sean exclusivas del lenguaje humano. "Según lo que se conoce, el canto de las ballenas jorobadas y el canto de los pájaros exhiben patrones que siguen estas leyes y principios sin transmitir los significados semánticos que caracterizan a los lenguajes humanos. En este sentido, quizás deberíamos estar comparando los cantos de las ballenas con la música humana", escriben Andrew Whiten y Mason Youngblood en un artículo de Perspective relacionado con el estudio publicado en Science. "Lo que estos importantes paralelismos resaltan es que los sistemas de comunicación en especies evolutivamente distantes pueden converger hacia estructuras similares, especialmente aquellas que son complejas, culturalmente aprendidas y efectivas".

Los investigadores han descubierto un mecanismo neural en los cerebros de los ratones que les permite anular las respuestas instintivas de miedo. Los autores afirman que un mal funcionamiento de este mecanismo podría contribuir a respuestas de miedo inadecuadas o excesivas. Según los hallazgos, focalizar la atención en estos circuitos podría ofrecer nuevas vías terapéuticas para tratar trastornos relacionados con el miedo, como el trastorno de estrés postraumático y la ansiedad. Las respuestas de miedo a amenazas visuales, como escapar de un depredador que se aproxima, son reacciones instintivas críticas para la supervivencia y están gestionadas principalmente por circuitos del tronco encefálico que involucran el colículo superior medial y la sustancia gris periacueductal. Estas acciones reflejas suelen ser automáticas e independientes de las regiones cerebrales superiores. Sin embargo, los animales pueden suprimir estas respuestas de miedo al aprender que una amenaza percibida es inofensiva. No obstante, los mecanismos neuronales y las regiones cerebrales responsables de esta forma de aprendizaje, que modifica las reacciones instintivas, siguen siendo poco comprendidos. El comportamiento de huida en respuesta a un estímulo visual inminente es una medida bien establecida del miedo instintivo, en la que los ratones inexpertos suelen huir hacia un refugio al enfrentarse a dicha amenaza. Hara Mederos y sus colegas diseñaron un experimento en el que se impidió a los ratones acceder a un refugio mediante una amenaza de estimulación visual proyectada: tres puntos negros expansivos consecutivos durante un período de 3 segundos. Con el tiempo, los ratones aprendieron a dejar de huir ante los puntos negros. Utilizando técnicas optogenéticas durante diversas etapas de este proceso de aprendizaje, Mederos y sus colaboradores descubrieron que las áreas visuales superiores posterolaterales (plHVA) –un grupo de regiones cerebrales en la corteza visual– son cruciales para aprender a suprimir las respuestas instintivas de miedo. Sin embargo, la corteza visual no es necesaria para mantener el comportamiento una vez aprendido. En cambio, la plasticidad se produce aguas abajo, en el núcleo geniculado ventrolateral (vLGN), donde las neuronas reciben una modulación inhibitoria impulsada por la experiencia. Esta plasticidad, dependiente de la señalización de endocannabinoides (eCB), disminuye la entrada inhibitoria a las neuronas del vLGN, facilitando la supresión de los comportamientos de huida. Según los autores, apuntar a estas vías, ya sea mediante la estimulación cerebral profunda o potenciando la plasticidad dependiente de endocannabinoides en estos circuitos, podría ayudar a suprimir las respuestas de miedo inadaptadas, ofreciendo potenciales nuevas aproximaciones terapéuticas.

Investigadores de Mayo Clinic han sido pioneros en una herramienta de inteligencia artificial (IA) llamada OmicsFootPrint, que ayuda a convertir grandes cantidades de datos biológicos complejos en imágenes circulares bidimensionales. Los detalles de la herramienta se publicaron en un estudio en Nucleic Acids Research.

IMDEA Networks ha finalizado con éxito su participación en el proyecto COMET, una iniciativa financiada por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades de España y la Unión Europea a través de los fondos NextGenerationEU/PRTR. Este proyecto, liderado en nuestro instituto por el investigador Guillermo Suárez-Tangil, ha logrado importantes avances en el estudio del software malicioso, el fraude en línea y la propagación de desinformación en redes sociales.

La justicia europea protege la independencia judicial de los Estados miembros y señala sus reformas necesarias

El patógeno bacteriano común Pseudomonas aeruginosa podría aumentar el riesgo de rechazo de órganos en pacientes que han recibido trasplantes de pulmón, según una nueva investigación basada en un estudio retrospectivo de datos humanos y modelos murinos. Los hallazgos revelan un papel hasta ahora desconocido de esta infección bacteriana en el rechazo del trasplante de pulmón, lo que podría tener implicaciones de gran alcance en el campo de la ciencia del trasplante y en la investigación terapéutica. Los trasplantes de pulmón salvan vidas, pero el riesgo de rechazo del órgano sigue siendo alto. Uno de los problemas comunes es el rechazo mediado por anticuerpos, que ocurre cuando los anticuerpos del sistema inmunológico atacan el tejido trasplantado. Las personas que reciben trasplantes de pulmón tienden a ser muy vulnerables a las infecciones, incluidas aquellas causadas por especies como P. aeruginosa. Esto llevó a Fuyi Liao y sus colegas a plantear la hipótesis de que Pseudomonas aeruginosa podría desencadenar el rechazo de los trasplantes de pulmón al afectar al sistema inmunitario. Estudiaron a pacientes sometidos a trasplante de pulmón entre 2008 y 2016, incluidos algunos con fibrosis quística. El análisis reveló que, para los receptores de trasplante con fibrosis quística, estar infectado con P. aeruginosa constituía un factor de riesgo importante para el rechazo mediado por anticuerpos. Profundizando en la investigación, los autores realizaron trasplantes de pulmón en ratones e infectaron a algunos de los receptores con P. aeruginosa. Utilizando microscopía y otras técnicas, observaron que las bacterias invadían rápidamente los tejidos linfoides de los pulmones trasplantados y eliminaban determinadas células T reguladoras CD4+. Esto condujo a la expansión de células B que expresaban la proteína CXCR3 y que eran altamente sensibles a los antígenos presentes en los órganos del donante. Dichas células B produjeron posteriormente anticuerpos específicos contra el donante, lo que condujo al rechazo mediado por anticuerpos de los pulmones trasplantados. El equipo también encontró que bloquear CXCR3 evitaba el rechazo de los trasplantes de pulmón en ratones infectados con P. aeruginosa, lo que sugiere una posible estrategia terapéutica. “Una detección temprana de las infecciones […] podría ayudar a predecir el desarrollo del rechazo mediado por anticuerpos y la posterior detección de anticuerpos específicos contra el donante podría indicar la necesidad de un tratamiento de eliminación de anticuerpos”, afirman Idaira Guerrero-Fonseca y Bryan Yipp en un artículo de Focus relacionado.