NeoFronteras

Ratones con gen humano aprenden mejor

Área: Genética — lunes, 22 de septiembre de 2014

Se ha desvelado algunas de las funciones del gen FOXP2 humano al introducirse en ratones y comprobar cómo mejoran algunas funciones cognitivas.

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Los seres humanos poseemos un gen denominado FOXP2 que está íntimamente relacionado con el lenguaje. Fue descubierto gracias a una familia británica conocida como KE. Los miembros de esta familia tenían grandes dificultades con el lenguaje porque este gen estaba mutado.
Más tarde se descubrió que este FOXP2 codificaba un factor de transcripción, una proteína que regula la actividad de otros genes, que, en particular, estaba activo en el cerebro durante el desarrollo embrionario.
De algún modo este gen nos hace lo que somos, nos hace más humanos, por eso se buscan versiones suyas en el genoma de otros primates y homínidos, como en los neandertales.
Una versión de este gen está en los chimpancés, pero no es el mismo. Si se comparan el genoma humano y del chimpancé se puede ver que, desde que los humanos nos separamos del la rama común del árbol filogenético, el gen FOXP2 sufrió dos mutaciones importantes. Se cree que fueron precisamente estas dos mutaciones las que nos dieron nuestras facultades para articular el lenguaje.
Nos podríamos plantear qué es lo que ocurriría si manipulásemos genéticamente un chimpancé para que tuviera la versión humana de FOXP2. ¿Tendría mejores capacidades para el lenguaje? Lamentablemente no lo sabremos porque hay supuestas consideraciones éticas que lo impiden. Así que nos tenemos que conformar con experimentos similares realizados con ratones. Estos experimentos permiten arrojar luz sobre la evolución del lenguaje en los primeros humanos.
En 2009 un equipo de investigadores del Instituto Max Planck modificó ratones para incorporar este gen humano y descubrieron que los ratones producían más llamadas de alarma que además eran más complejas, lo que sugería que tenía un efecto sobre el lenguaje.
En otros estudios se ha podido ver que altera el cerebro de los ratones de forma sutil en circuitos neuronales relacionados con el aprendizaje. En concreto, se observó una actividad distinta en el striatum, que es una parte del cerebro relacionada con el aprendizaje. En el pasado se habían presentado resultados sobre su efecto en el aprendizaje o la inteligencia.
Ahora se han publicado más resultados sobre este tipo de ratones manipulados para tener la versión humana de FOXP2 en su genoma. Se ha visto que los ratones así modificados son mejores a la hora de aprender a realizar ciertas tareas de forma automática o inconsciente. Esto es algo que los humanos hacemos cuando, por ejemplo, aprendemos, una nueva ruta al lugar de trabajo. Según los investigadores, esta capacidad de aprender tareas de forma automática, junto a otros resultados, sugeriría que el gen FOXP2 nos ayudaría de pequeños a hablar al darnos un control inconsciente sobre los labios y la lengua.
Ann Graybiel (MIT), Christiane Schreiweis (Instituto Max Planck) y sus colaboradores sometieron a estos ratones manipulados genéticamente a una serie de pruebas en un laberinto en forma de T que contenía una recompensa en forma de comida. El laberinto era alterado para poner a prueba tanto los procesos de aprendizaje conscientes como los inconscientes. De este modo, algunas veces la comida era colocada de tal modo que el ratón tenía que ir siempre a la derecha, por ejemplo, para encontrar la comida, lo que estaría relacionado con el aprendizaje automático. Es algo similar a cuando los humanos vamos en auto al trabajo y llegamos a él sin ser conscientes de cómo hemos llegado. Si en el fin de semana vamos a otro lugar, pero tomamos parte del mismo camino, corremos el riesgo de que nos equivoquemos y vayamos en dirección al lugar de trabajo. Pero para aprender la ruta por primera vez también nos valemos de indicaciones visuales que conscientemente nos ayudan a encontrar mejor la ruta.
En el experimento que relatamos otras veces la recompensa era colocada en una rama diferente del laberinto, pero se daban indicaciones visuales que mostraban el lugar a los ratones. Esto estaría más relacionado con el aprendizaje consciente en humanos.
De este modo se intentaba diferenciar entre ambos tipos de aprendizaje.
Los investigadores descubrieron que la versión humana de FOXP2 permitía a los ratones encontrar la comida de forma más rápida si se comparaba con los ratones de control no modificados genéticamente cuando había que usar ambas estrategias: tanto automáticas como “conscientes”. En este caso el aprendizaje se reducía de 12 días como media a sólo 8.
Sin embargo, cuando la estrategia a usar era solamente o una o la otra, entonces no había gran diferencia entre los ratones “humanizados”.
Cada tipo de aprendizaje involucra diferentes partes del striatum y la parte de aprendizaje por repetición era más propensa para la acción en los ratones humanizados con FOXP2 que en los otros.
El resultado sugiere que la versión humana de FOXP2 en ratones ayuda en el proceso de aprendizaje al transferir comportamiento consciente a comportamiento automático.
Es algo similar a cuando aprendemos a conducir o a montar en bicicleta. Al principio tenemos que pensar qué hacemos con las manos y los pies a cada momento, pero al cabo de un tiempo eso lo hacemos automáticamente.
La relación de esto con el lenguaje sería que el habla requiere frecuentemente un salto de procesos que son conscientes en un principio a procesos que son ya inconscientes. Estos procesos incluyen los complejos movimientos de la lengua y los labios que pasan a ser movimientos automáticos. FOXP2 habría ayudado en esa transición cuando los humanos de hace 200.000 años adquirieron la capacidad de hablar de pequeños para así comunicarse con sus padres. Una mejor comunicación habría aumentando sus posibilidades de supervivencia y, por tanto, las posibilidades de pasar la versión “humana” FOXP2 a las siguientes generaciones y su propagación por las poblaciones humanas.
Algunos investigadores sugieren realizar el mismo experimento, pero usando estímulos auditivos en lugar de visuales, por ser una estímulo más cercano a los procesos relacionados con el lenguaje.
Obviamente las capacidades mentales de los seres humanos no dependen solamente de FOXP2, ni mucho menos, sino que dependen de muchos genes que interaccionan entre sí de un modo muy complejo que aún no se ha aclarado.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=4504

Fuentes y referencias:
Artículo original.
FOXP2 en NeoFronteras.
Foto: ChinchillaVilla, vía flickr.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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1 Comentario

  1. tomás:

    En la foto de los ratoncitos, sólo aprecio un poco de color “carne ligeramente rosada” en las patitas delanteras y en sus hocicos. O sea que el gen FOXP2 debe invadir por completo a esos listísimos -mencionados a veces- “ratones coloraos”. Debería investigarse la cosa.

    Dr. Thriller, lluís, amigos todos… ¿me vais a dejar solo escribiendo fruslerías? Yo comprendo que las vacaciones pueden ser muy largas, pero tanto, tanto…

    Venga, animaos.

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