De babuinos y letras

Aun cuando la habilidad de leer depende del lenguaje, también es cierto que al hacerlo extraemos información visual relacionada con los fonemas, con los significados de las palabras. y con el procesamiento visual de las letras. El procesamiento ortográfico es justo la interfaz entre el procesamiento visual y el lingüístico.
Interesantemente, el estudio del reconocimiento visual de palabras ha ignorado el hecho de que las palabras constituyen objetos visuales. En estudios recientes se ha encontrado que durante el procesamiento ortográfico se activan zonas cerebrales relacionadas con el procesamiento de objetos y rostros. Esto ha impulsado una reconsideración del asunto de las palabras como objetos visuales.
Un grupo de investigadores liderado por Jonathan Grainger se dieron a la tarea de averiguar si el procesamiento lingüístico podía ser observado en ausencia de conocimiento lingüístico. Para ello, entrenaron a un grupo de babuinos a discriminar entre palabras en inglés de 4 letras y combinaciones del mismo número pero sin sentido (o no reales) en dicho idioma.

Babuino. Imagen de Guillermina Echeverría Lozano.

Según sus análisis los babuinos aprendieron a discriminar palabras reales de las que no lo eran con base en las diferencias en la combinación de letras en ambos grupos de palabras. Es decir, no solo fue de memoria.
De acuerdo con sus resultados el procesamiento ortográfico ocurre aun en ausencia los rudimentos del lenguaje. Además, el aprendizaje estadístico podría ser una poderosa generalización entre especies y pudiera estar restringido al procesamiento de objetos visuales; por lo menos en monos y humanos.
Por otro lado, el éxito del uso de símbolos para representar palabras podría deberse a la existencia de un modo de procesar información que habría ya estado presente en especies de primates anteriores al género humano. Después de todo, la lectura y la escritura aparecieron hace relativamente poco como para haber requerido cambios genéticos importantes derivados de las capacidades lingüísticas exclusivas de los humanos.
Artículo de referencia:

Grainger, J., Dufau, S., Montant, M., Ziegler, J., & Fagot, J. (2012). Orthographic Processing in Baboons (Papio papio) Science, 336 (6078), 245-248 DOI: 10.1126/science.1218152

El uso de herramientas en osos pardos y la evolución de la inteligencia

Recientemente, fue descrito un evento aislado de uso de herramientas por un oso pardo (Ursus arctos). Lo que el úrsido en cuestión hizo fue utilizar varias rocas cubiertas de percebes, de forma repetida, para frotarse el hocico y el cuello después de haberse alimentado con los restos de una ballena. En cada uno de los tres casos, el oso tomó una roca entre sus patas, la giró, froto su cuerpo y la arrojó. Es probable que con esta conducta el oso haya eliminado restos de carne y aceite de la ballena que se quedaron pegados en su pelaje. 
Dicha conducta, es considerada como “uso de herramienta” debido a que el oso utilizó libremente un objeto (las rocas cubiertas de percebes) en una interacción mecánica dirigida (raspar las rocas contra su cuerpo) para crear un cambio en otro objeto (en este caso él mismo).

Oso pardo. Imagen del archivo del  U.S. Fish & Wildlife Service Digital Library System tomada de Wikimedia Commons.

El uso de herramientas ha sido descrito en varias especies, desde los primates hasta algunos invertebrados, pasando por algunas aves, mamíferos marinos y peces. Sin embargo, la variedad de especies en las que los casos (aislados todos ellos) de uso de herramientas han sido descritos deben alertarnos sobre algo más que el uso animal de herramientas en sí: la forma en la que abordamos los fenómenos que observamos.
El uso de herramientas fue descrito en primates por primera vez y la presencia de dicha conducta se uso ampliamente como evidencia de las habilidades cognitivas de los mismos, en buena parte porque podían involucrar una planeación premeditada y la transmisión horizontal de normas. En muchos casos se ha hablado de “cultura animal” cuando se ha observado el uso extendido de herramientas dentro de una población. El uso de dicho termino ha disminuido, debido en parte a que la conducta fue descrita en otras especies consideradas como menos complejas cognitivamente hablando. 
Otras conductas (como la reconciliación) también han parecido seguir un patrón similar, coincidentemente son conductas que parecieran “muy humanas”. Es decir, pareciera que la tentación de considerar una conducta como “muy compleja” se ha dado en los casos en que las mismas se encuentran presentes en humanos. 
Entonces, es recomendable que el estudio del uso de herramientas en animales no humanos, así como el de otras conductas -también presentes en los humanos- sean vistas con menos pasión y más frialdad y objetividad. Para entender los puntos en que diferentes especies coinciden y divergen –cognitivamente hablando- es importante evitar sesgos antropocéntricos. 
En cualquier caso, un estudio más profundo de las habilidades cognitivas de los osos pardos nos ayudará a entender mejor cómo es que estos carnívoros interactúan con el medio y con otros osos, y como los hallazgos que de dicho estudio se deriven se integran en el amplio campo de la evolución cognitiva.
Artículo de referencia:

Deecke, V. (2012). Tool-use in the brown bear (Ursus arctos) Animal Cognition DOI: 10.1007/s10071-012-0475-0

Si te ama, bostezará contigo

Las relaciones sociales complejas, como las que tenemos los humanos, requieren de varios ingredientes fundamentales. Uno de ellos es la empatía, que es la habilidad de entender y compartir las emociones de otros. Algunos estudios sugieren que el contagio de bostezos requiere de cierto grado de empatía. Sin embargo, no existía -hasta hace poco- evidencia conductual que confirmara la relación directa entre el contagio de bostezos y la empatía.

Existían varios estudios que sugerían lo anterior, por ejemplo, los seres humanos empezamos a bostezar en respuesta a los bostezos de otros hasta los 4 o 5 años de edad, que es la edad en la que ya se ha desarrollado la habilidad de entender las emociones de otros. Por otro lado, las personas con autismo –quienes son menos proclives a la empatía- son también menos susceptibles a bostezar por contagio.

Hombres bostezando de Luigi i Montejano. Imagen tomada de Wikimedia Commons.

Este tipo de contagios de conductas ocurren cuando el observador presencia una conducta que activa en su cerebro representaciones similares a las de la conducta observada. Es decir, se activa un mecanismo de percepción-acción en el que la actividad de las llamadas neuronas espejo parece jugar un papel importante. De ver, se antoja.

El mecanismo de contagio parece ser muy sensible. El simple hecho de ver un bostezo activa la necesidad de bostezar y en otros estudios con personas invidentes el sonido de un bostezo parece ser suficiente para disparar otro bostezo. Incluso leer acerca de bostezos puede desencadenar la necesidad de bostezar, por lo que si el lector está bostezando ahora mismo podría deberse a eso y no (necesariamente) a que esta entrada esté aburridísima.

Un par de investigadores italianos, Ivan Norscia y Elisabetta Palagi, observaron los patrones de bostezos en humanos durante un año y aunque dicha observación los hizo bostezar mucho también proporcionó valiosa información sobre los patrones de contagio de bostezos en humanos en su ambiente natural (en el trabajo, en restaurants, en salas de espera, en reuniones, etc.).

Ivan y Elisabetta encontraron que los bostezos son más contagiosos mientras más cercano sea el individuo al bostezador original. Además, dichos lazos emocionales también predicen la frecuencia de los bostezos y el tiempo de respuesta. Tal y como se muestra en la figura siguiente, el “riesgo de contagio” fue mayor entre aquellos que compartían una relación social cercana:

Ocurrencia de contagio de bostezo en función de la relación entre el bostezador original y el contagiado. Categorías 0=extraños, 1=conocidos, 2=amigos, 3=parientes (r=0.25) y parejas. doi:10.1371/journal.pone.0028472.g001.

Ocurrencia de contagio de bostezo en función de la relación entre el bostezador original y el contagiado. Categorías 0=extraños, 1=conocidos, 2=amigos, 3=parientes (r=0.25) y parejas. doi:10.1371/journal.pone.0028472.g001.

La cercanía emocional fue la única variable que predijo el contagio de bostezo. Es decir, ni el país de origen, el género ni las características del bostezo predijeron el contagio.

Algunos estudios sugieren que existen diferencias en los niveles de empatía entre ambos géneros, donde las mujeres parecen ser capaces de mayores niveles de empatía, por lo que es notorio que el estudio de Ivan y Elisabetta no apoye dichos hallazgos. Sin embargo, según los autores, para indagar al respecto es necesario hacer otro tipo de análisis y comparaciones. En particular, sería necesario comparar díadas donde la cercanía social fuera semejante dentro de cada categoría de sexo. De acuerdo con los resultados de Ivan y Elisabetta parece existir una fuerte relación entre el contagio de bostezo y la empatía por varias razones: 1) porque el contagio fue mayor entre aquellos que tenían una relación cercana, y porque además existe un gradiente de contagio entre los diferentes niveles de cercanía, y 2) porque lo anterior aplica tanto para la ocurrencia y la frecuencia de los bostezos como para el tiempo que ocurre entre el bostezo original y el bostezo por contagio. Según los autores, cuando uno ve a alguien bostezar se activa un complejo circuito neural que involucra regiones del cerebro relacionadas con la imitación motora, la conducta social y la empatía, que a su vez involucran regiones sensorimotoras y al sistema límbico y para-límbico. Debido a lo anterior, las regiones ligadas al lado emocional podrían verse sobre-estimuladas en aquellos individuos que ven bostezar a alguien cercano. Desde el punto de vista evolutivo, es interesante que en otros primates sea posible ver “replicas” de bostezos, lo cual no es necesariamente equivalente al contagio de bostezos entre humanos puesto que el último involucraría un entendimiento del estado emocional del otro. Entonces, es probable que el replicar bostezos de otros sea más antiguo (evolutivamente hablando) que la empatía. Cabe recordar que en ninguno de nuestros parientes cercanos se ha probado –de forma irrefutable- la capacidad de empatía; pero a pesar de ello podríamos decir que existe una especie de unión o continuidad entre las habilidades cognitivas de los primates humanos y los no-humanos, a las que tal vez podemos asomarnos cuando se estudian conductas tan aparentemente simples, como los bostezos.

Artículo de referencia:

Norscia, I., & Palagi, E. (2011). Yawn Contagion and Empathy in Homo sapiens PLoS ONE, 6 (12) DOI: 10.1371/journal.pone.0028472

“Leer la mente”: las aventuras de un filólogo en las ciencias cognitivas

En esta ocasión el blog de la espiral de limón da un giro diferente para comentar el nuevo libro de Jorge Volpi: “Leer la mente” publicado por Alfaguara. En dicho libro, el autor nos presenta un ensayo científico-literario sobre la relación entre el cerebro y el arte de la ficción. El libro es una interesante primera aproximación a un tema que bien vale la pena seguir explorando, donde encontramos propuestas acertadas así como recursos literarios entremezclados en el texto con gracia. Sin embargo, el tema es escabroso y era difícil salir airado.

 

Para explicar “cómo funciona nuestro cerebro a la hora de crear y apreciar ficciones literarias” Jorge esboza algunos de los conocimientos actuales sobre conciencia, memoria, inteligencia y percepción a lo largo de varios capítulos, durante los cuales es recurrente el tema de los memes y las neuronas espejo. La idea de los memes es tal vez demasiado recurrente en su libro. Lo anterior lo digo no solo porque no me creo completo el cuento (¿o la ficción?) de los memes, si no porque al ignorar otras propuestas del área de la evolución cultural el texto mismo pierde la oportunidad de contar con una riqueza mayor. En “Leer la mente” hay también una inclinación muy marcada a atribuir muchas de las virtudes de nuestro cerebro a las neuronas espejo. Lo cual no es una propuesta necesariamente errónea, pero que si requiere de una fundamentación más amplia para lograr que sus propuestas al respecto sean transmitidas con mayor claridad. Por otro lado, las neuronas espejo son no solo un tema relativamente reciente y de moda en las ciencias cognitivas, si no también (o quizá en consecuencia) un tema sujeto a amplios debates y discusiones (ver una excelente muestra al respecto aquí). Lo que Jorge llama ficción merece sin duda un análisis detallado y cuidadoso, por lo que cualquier intento de entender la mente y, en este caso, cómo las diversas formas de arte son interpretadas e (incluso) disfrutadas es sin duda deseable y esperado. En el capítulo tres, que aborda temas relativos a la conciencia, la inteligencia y la percepción, Jorge nos comparte un sabroso resumen sobre algunos aspectos de dichos temas aunque, para mi gusto, se queda corto al ligarlos con la ficción. En el capítulo cuatro, sobre la memoria, Jorge concluye acertadamente que la ficción se nutre de la memoria y las experiencias de los autores y en consecuencia la literatura se transforma en un “testimonio inigualable de nuestro paso por la Tierra” y es un “prodigioso sustento de la memoria”. Ya otros autores han señalado la importancia de las historias (storytelling) en la evolución de procesos culturales. Sin embargo, hay tres temas fundamentales en el entendimiento de la ficción que fueron prácticamente ignorados en la propuesta: el lenguaje, la cultura y la teoría de la mente. Roza apenas dichos temas y su importancia cuando, por ejemplo, afirma que “nosotros hemos perfeccionado una habilidad sin igual para imitarnos y “leer” las mentes de nuestros congéneres (teoría de la mente). Y, por encima de todo, el Homo sapiens desarrolló la imaginación simbólica (representación simbólica, en realidad, posible en parte gracias al lenguaje) – y con ello trastocó para siempre su propia estructura cerebral”. En el capítulo cinco, sin embargo, Jorge parece reducir el lenguaje a la mera imitación de sonidos y de los movimientos de los labios y la boca, o al producto de las neuronas espejo; cuando el lenguaje es un rico e impresionante producto evolutivo (ver por ejemplo “The symbolic species” de Terrence Deacon). La incorporación del tema del lenguaje, la teoría de la mente y la cultura eran indispensables para entrelazar ciencia y literatura (como sugiere la contraportada) e incluso para sustentar una brillante metáfora que Jorge nos comparte: “el yo es una novela que escribimos, muy lentamente, en colaboración con los demás”. También hubiera sido deseable que nos contara un poco acerca de nuestro tremendo lóbulo frontal, seguro que en él radican muchos secretos respecto a nuestro gusto por la ficción. Otro asunto que me causó comezón al leer el libro es la propuesta de que “la ficción literaria debe ser considerada una adaptación evolutiva que, animada por un juego cooperativo, nos permite evaluar nuestra conducta en situaciones futuras, conservar la memoria individual y colectiva, comprender y ordenar los hechos a través de secuencias narrativas y, en ultima instancia, introducirnos en las vidas de los otros, anticipar sus reacciones y descifrar su voluntad y sus deseos”. Causa comezón porque, desde el punto de vista de una bióloga, confunde la gimnasia con la magnesia y considera como adaptación un fenómeno que es el resultado –de una forma poco clara todavía- de otros fenómenos que sí pueden ser considerados como adaptaciones: el lenguaje, la teoría de la mente, y algunos aspectos de la cultura que además son (hasta donde hemos podido comprobar) características exclusivamente humanas. Por otro lado, algunos procesos biológicos básicos y comunes a muchas especies –incluso de invertebrados- son presentados como peculiaridades del cerebro humano, lo cual es un desafortunado error. Algunos conceptos biológicos y cognitivos no están adecuadamente aplicados y/o descritos; un biólogo editor era indispensable para darle una pulida al ensayo. Sin embargo, si el ensayo fue escrito para colocarse en el estante de la ficción o la ciencia ficción, no he dicho nada. Como bióloga interesada en los temas cognitivos me hubiera gustado un ensayo más amplio ya que la exposición de propuestas quedó corta en los temas fundamentales, sobre los cuales además sabemos poco y siguen en constante debate. Es decir, el tema daba para descoserse y filosofar a placer planteando propuestas arriesgadas, eso si, con su debido fundamento. En relación con el párrafo anterior, el discurso a veces demasiado afirmativo de Jorge contrasta con aquel propio de la ciencia, sobre todo el de las ciencias cognitivas donde los hallazgos no son (en muchos casos) hechos irrefutables, sino sugerencias, meras propuestas que son puestas sobre la mesa. Lo aquí expresado no quita que el libro de Jorge también tenga partes claras y bien expuestas con anécdotas entretenidas y datos interesantes. De particular interés son el primero, el segundo y el último capítulo. En el primero su recreación de (un probable) origen de la ficción en un Homo cavernario es muy divertida, en el segundo capítulo su exposición sobre algunas de las ideas de Hofstadter es agradable y clara, y en el último capítulo Jorge comparte las motivaciones y razones por las que escribe, lo cual es muy ilustrativo.

Por último, es loable la propuesta de Jorge de señalarnos el lado humano y enriquecedor de nuestra afición por la ficción literaria, y termino esta entrada con un bonito fragmento al respecto: “…en las novelas y en los relatos (y en los poemas) se cifra una de las mayores conquistas de nuestra especie: la posibilidad de experimentar en carne propia, sin ningún límite, todas las variedades de la experiencia humana. La libertad de la ficción es siempre la medida de nuestra libertad individual”. En ese sentido, la ficción, sin duda, nos ayuda a ser humanos.

Las vísceras y el costo de un cerebro grande

El cerebro es un órgano que consume bastante energía, por lo que aquellas especies o grupos animales que han evolucionado un cerebro grande han tenido que pagar un precio energético. Dado que los humanos tenemos cerebros tres veces más grandes que nuestros parientes genéticos más cercanos (los chimpancés) mucho se ha discutido acerca de la forma en la que los humanos han costeado el tener un cerebro grande; principalmente en el sentido de que no es posible incrementar los costos energéticos de un órgano sin que se disminuyan los de otro órgano. Según la hipótesis del tejido costoso las especies del género Homo, a lo largo de su evolución, comprometieron el tamaño de su aparato digestivo para costear el aumento en el tamaño de sus cerebros. Es decir, si mediante otros procesos las especies de dicho grupo lograron reducir los costos energéticos de la digestión esto pudo permitirles evolucionar un cerebro grande. Como ya hemos comentado en este blog, tener una dieta más rica en carne y alimentos cocinados pudo haber sido el cambio que permitió a los homínidos reducir los costos digestivos. Sin embargo, a pesar de ser una hipótesis bastante aceptada en el medio antropológico, hasta hace poco no se había puesto a prueba dicha hipótesis. Para remediar la existencia de dicho hueco, Ana Navarrete llevó a cabo su tesis doctoral alrededor de dicho tema. Para ello, analizó la relación entre el tamaño de varias vísceras (corazón, pulmones, estómago, intestinos, riñones e hígado) con el del cerebro en una muestra de 100 especies de mamíferos, incluyendo 23 especies de primates. En su análisis, ella y otros dos colaboradores, eliminaron los posibles efectos del tamaño de cuerpo; pero dado que el tamaño del cuerpo puede verse afectado por la cantidad de tejido adiposo utilizaron la masa corporal sin grasa para su análisis. El cerebro humano. Imagen tomada de Wikimedia Commons. El cerebro humano. Imagen tomada de Wikimedia Commons.   Contrario a lo esperado, Ana y su equipo no encontraron una correlación negativa entre el tamaño del cerebro y el del tracto digestivo, y tampoco entre el cerebro y ningún otro órgano. Sin embargo, un resultado merece mención: si hubo una correlación negativa entre el tamaño del cerebro y el tamaño de las reservas de grasa en los mamíferos considerados, con excepción de los primates. Esto es interesante porque además de las reservas de tejido adiposo, se ha propuesto que los cerebros grandes pueden servir como “amortiguadores” en tiempos de estrés alimenticio. De alguna manera, los cerebros grandes podrían ser una estrategia complementaria a las reservas de tejido adiposo para enfrentar los tiempos de vacas flacas. Por otro lado, y como el lector suspicaz ya habrá pensado, hay otro camino obvio para costear los cerebros grandes: comer más, y eso parece ser lo que ocurrió en la historia evolutiva humana. Los requerimientos energéticos parecen haber sido satisfechos mediante un incremento en el consumo de carne y alimentos cocinados. Pero también, es posible que otras conductas hayan hecho que la energía obtenida en la forma de chuletas de bisonte haya sido mejor aprovechada. Los autores apoyan la idea de que el compartir alimentos y cooperar en la crianza pudieron haber contribuido a disminuir el tiempo y la energía empleada en dichas actividades, permitiendo entonces que las condiciones para un incremento del tamaño cerebral fueran más propicias. Lo anterior, aunado al bipedalismo, que se ha propuesto como una forma energéticamente más eficiente de locomoción comparado con la locomoción cuadrúpeda y el andar meceándose por las ramas, pudo también haber contribuido a crear las condiciones propicias para la evolución de los grandes cerebros presentes en el genero Homo. Entonces, parece que no fue una reducción en el tamaño del tracto digestivo lo que contribuyó a un incremento en el tamaño cerebral, sino las mejoras en la dieta, la cooperación en la crianza y los cambios en la locomoción. Artículo de referencia:

Navarrete, A., van Schaik, C., & Isler, K. (2011). Energetics and the evolution of human brain size Nature, 480 (7375), 91-93 DOI: 10.1038/nature10629

Nuestros modernos cráneos no albergan un cerebro de la edad de piedra

En la historia reciente de la biología evolutiva es probable que pocas disciplinas hayan recibido tantas críticas como la psicología evolutiva. Aunque los estudios y los grupos de investigación son variados y no en todos los casos –debido a su irrefutable calidad- susceptibles de agudas críticas, es cada vez más evidente que la psicología evolutiva necesita reconsiderar algunas de sus líneas de estudio, en particular, aquellas que se basan en cuatro principios principales: 1) la idea del ambiente de adaptación evolutiva, 2) el gradualismo, 3) la modularidad masiva, y 4) la idea de una naturaleza humana universal. El concepto del ambiente de adaptación evolutiva sugiere que los mecanismos y características psicológicas que hoy rigen nuestros cerebros evolucionaron en ambientes ancestrales, no existentes hoy en día, a los que seguimos respondiendo. Es decir, como si hoy en día nuestros cráneos albergaran cerebros de la edad de piedra. Varios psicólogos evolutivos sostienen que nuestras mentes no se han puesto al corriente con los ambientes modernos en los que vivimos, los cuales han sufrido cambios drásticos recientemente. Es decir, nuestras mentes responden a la acción de complejos de genes que no han respondido a la selección reciente debido, por lo tanto, a cierto gradualismo. Según la idea de la modularidad masiva nuestra mente estaría dividida en módulos especializados que se fueron desarrollando en respuesta a los problemas adaptativos que han marcado la historia evolutiva humana. En consecuencia, todo lo anterior contribuiría a una naturaleza humana universal resultado de los procesos evolutivos que nos han moldeado. La psicología evolutiva surgió a principios de los 80s siendo el grupo de la Universidad de California en Santa Barbara uno de los principales, pero desde entonces, varias disciplinas han hecho descubrimientos importantes que deben ser tomados en cuenta por los psicólogos evolutivos. Por ejemplo, a principios de los 80s nuestro conocimiento del genoma humano era limitado, pero hoy en día los genetistas han ideado formas de detectar qué genes han sufrido selección reciente. Como resultado se ha visto que han ocurrido cambios genéticos sustanciales en los últimos 50,000 años en probablemente alrededor del 10% de los genes humanos. Una psicología evolutiva actualizada necesita entonces lidiar con la posibilidad de que han ocurrido cambios rápidos y recientes que podrían haber modificado los circuitos de nuestro cerebro. La psicología evolutiva también ha enfatizado la universalidad de la naturaleza humana y, aunque la idea es atractiva y pudiera ser cierta hasta cierto punto, las neurociencias y la psicología del desarrollo nos han  señalado recientemente la importancia de la plasticidad y maleabilidad del cerebro humano. Además, no podemos olvidar que nuestra especie depende en gran medida del aprendizaje y la cultura, y que dichos procesos han intervenido en la diversidad genética de los grupos humanos. De hecho, la coevolución de genes y cultura podría ser una fuerza importante en el cambio genético humano reciente. Por ejemplo, la ganadería ha favorecido la dispersión de alelos relacionados con la tolerancia a la lactosa en adultos. También, otros hábitos alimentarios han sido una fuerza selectiva en humanos: varios genes relacionados con el metabolismo de carbohidratos, lípidos y fosfatos parecen haber sido seleccionados hace relativamente poco tiempo. Imagen de Nevit tomada de Wikimedia Commons. Por otro lado, según la idea de la modularidad -popular en ciertos grupos de psicólogos evolutivos-, nuestro cerebro estaría formado por módulos que operarían de forma más o menos independiente. Uno de los módulos mas famosos derivados de esta idea es el módulo de detección de tramposos (ver al respecto aquí). Sin embargo, la evidencia neurocientífica no apoya dicha afirmación y, de hecho, diversas estructuras neurales intervienen en varios procesos psicológicos, incluso en los procesos más simples. Según lo autores del artículo en el que se basa esta entrada, la psicología evolutiva puede beneficiarse de los avances en otras disciplinas y modificar algunos enfoques y prácticas. Esto nos permitirá entender mejor en qué circunstancias la conducta humana es adaptativa, cómo se explican las variaciones en conducta y cognición humana, de qué forma influye el aprendizaje social en los patrones conductuales observados, etc. Aunque la psicología evolutiva ha estado en la mira crítica de otras disciplinas científicas, siempre es sano -para cualquier disciplina- hacer un alto en el camino, mirar alrededor con cuidado y analizar y tomar en cuenta los avances en otras áreas. Artículo de referencia:

Bolhuis, J., Brown, G., Richardson, R., & Laland, K. (2011). Darwin in Mind: New Opportunities for Evolutionary Psychology PLoS Biology, 9 (7) DOI: 10.1371/journal.pbio.1001109

Cultura, cognición y el origen africano del lenguaje humano

El lenguaje es una característica humana única. Él nos separa y nos distingue del resto de los animales a pesar de los numerosos intentos con otras especies por encontrar paralelos. El lenguaje, junto con la cultura y la teoría de la mente parecen haber ensanchado –en algún momento de la evolución humana- el abismo evolutivo que hoy en día nos separa de otras especies de primates contemporáneos y probablemente también de varias especies extintas. Entre los lingüistas y los biólogos evolutivos parece debatirse a menudo el cómo y el cuándo del origen del lenguaje. El lenguaje como rasgo biológico humano debió haberse originado en algún momento de nuestra historia evolutiva. Después, esta característica biológica ha tenido su propia historia evolutiva y miles de lenguajes o idiomas existen hoy en día alrededor del globo. Una de las dificultades para saber exactamente dónde surgió el lenguaje es precisamente contar con un método que permita hacerlo. Recientemente se publicó en la revista Science un estudio en el que Quentin D Atkinson de la Universidad de Auckland en Nueva Zelanda -autor del artículo- aplicó un método comúnmente utilizado en la biología evolutiva para elaborar árboles filogenéticos utilizando secuencias de ADN: la filogenia Bayesiana. También, tomando otra idea prestada de la biología Quentin pensó que así como la diversidad genética y fenotípica humana disminuye conforme aumenta la distancia de África tal vez alguna característica del lenguaje pudiera comportarse de manera semejante. Si este fuera el caso entonces sería posible rastrear el lugar de origen del lenguaje, donde quiera que este hubiera ocurrido. Un estudio reciente le sugirió a Quentin que tal vez la diversidad fonémica pudiera ser esa característica lingüística que se comportara como la diversidad genética. Es decir, serían los fonemas (las consonantes, vocales y tonos que representan los elementos mas sencillos del lenguaje) los que disminuirían en un lenguaje dado conforme más lejos hubiera evolucionado y se hubiera alejado éste del lugar de origen. El resultado del análisis de Quentin, que consideró 504 lenguajes contemporáneos, sugiere que la región de origen del lenguaje humano moderno puede haber sido el suroeste de África. Tener un primer dato respecto al lugar de origen del lenguaje es sin duda emocionante. Todavía mas emocionante es el hecho de que si el origen del lenguaje humano moderno ocurrió hace unos 50,000 años -más o menos cercano al éxodo de África- y los primeros registros de cultura simbólica en el registro arqueológico datan de hace unos 80,000 a 160,000 años eso significaría que los humanos modernos salieron a colonizar el globo con un lenguaje, digamos, bastante fluido. En consecuencia, pudo haber sido el lenguaje la innovación cultural y biológica clave en la expansión y éxito del Homo sapiens, si no la única, por lo menos una muy importante. Torre de Babel. Obra original de Pieter Bruegel the Elder tomada de Wikimedia Commons. Torre de Babel. Obra original de Pieter Bruegel the Elder tomada de Wikimedia Commons. Llama la atención que el análisis de Quentin señala la existencia de mecanismos similares en la configuración tanto de la diversidad genética humana como de la diversidad lingüística. Asimismo, es notorio el hecho de que algunos componentes del lenguaje mantengan huellas de sus umbrales a pesar del montón de años que han pasado desde su origen. Pero para complicar y hacer un poco más emocionante el asunto de la evolución del lenguaje, otro estudio recién sacadito del horno sugiere que otros elementos del lenguaje parecen cambiar de una forma un poco más compleja o, mejor dicho, de una forma alejada de los patrones esperados. En este otro estudio liderado por Michael Dunn y publicado en la revista Nature los autores también utilizaron el método filogenético Bayesiano, pero a diferencia del estudio de Quentin lo aplicaron para poner a prueba predicciones derivadas de las dos principales teorías acerca de la variación lingüística desde el punto de vista evolutivo. Una de estas teorías fue ideada por Noam Chomsky quien propuso que los humanos nacemos con una capacidad innata de adquisición del lenguaje en la forma de uno o varios módulos cerebrales. Esto explicaría el que los niños fueran capaces de generalizar los principios gramaticales de su idioma materno a partir de una serie de reglas que tendrían de forma “predeterminada” en su cerebro. La otra teoría, ideada por Joseph Greenberg, sugiere que hay características del lenguaje principalmente relacionadas con el orden de las palabras (tales como la forma en la que el sujeto y el verbo se acomodan en una oración) que pueden ser explicadas por restricciones cognitivas. De acuerdo con la primera teoría los patrones de cambio de los lenguajes o idiomas a lo largo de su historia evolutiva deberían ser independientes de la familia a la que perteneciera cada lenguaje, o del camino evolutivo que siguió, porque serían producto de los mismos parámetros subyacentes. De acuerdo con la teoría de Greenberg, se esperaría cierta interrelación o codependencia entre algunos tipos de órdenes de palabras pero no en otros. Según el estudio de Michael y colaboradores, en el que analizaron un tercio de los más o menos 7,000 lenguajes existentes hoy en día, los lenguajes parecen evolucionar siguiendo su propia agenda. En otras palabras, no parecen evolucionar de acuerdo con reglas universales (chomskianas o greenbergianas) establecidas por los patrones cerebrales humanos. Al parecer, la estructura gramatical profunda de cada familia de idiomas ha evolucionado sus propias reglas y no parece estar gobernada por factores cognitivos universales. Los autores sugieren que “por lo menos en lo que se refiere al orden de las palabras la evolución cultural es el factor principal que determina la estructura lingüística donde el estado actual de un sistema lingüístico moldearía y restringiría los estados futuros”. Esta conclusión es un tanto más aventurada que la de Quentin y el análisis publicado ya ha generado controversia entre los lingüistas. Esto se debe a que las restricciones impuestas por nuestras habilidades cognitivas necesariamente tienen que jugar un papel preponderante tanto en la evolución como en la estructura de la diversidad lingüística observada. Es decir, aunque es innegable el papel de la cultura en la construcción de los lenguajes o idiomas no puede ser la explicación completa. También, es necesario explorar otras características del lenguaje con los métodos utilizados por Michael y su equipo. Su hallazgo podría no aplicarse a todos los casos lo cual también sería muy interesante. Un detalle bonito de ambos estudios es que en ambos casos se tomaron prestados de la biología métodos para poner a prueba predicciones lingüísticas. Lo anterior subraya la importancia de la colaboración interdisciplinaria de la que sin duda pueden obtenerse resultados para dejarnos sin habla. Artículos de referencia:

Atkinson, Q. (2011). Phonemic Diversity Supports a Serial Founder Effect Model of Language Expansion from Africa Science, 332 (6027), 346-349 DOI: 10.1126/science.1199295

Dunn, M., Greenhill, S., Levinson, S., & Gray, R. (2011). Evolved structure of language shows lineage-specific trends in word-order universals Nature DOI: 10.1038/nature09923

Más sabe la elefanta por vieja que por elefanta

Los elefantes africanos (Loxodonta africana) viven en unidades donde la vieja matriarca parece tener un rol fundamental en algunas actividades grupales como movimientos y respuesta ante depredadores. Estos mamíferos de larga vida, grandes cerebros e interesantes relaciones sociales son el centro de estudio del Proyecto de Investigación de los Elefantes de Amboseli (Amboseli Elephant Research Project). Los miembros de este equipo de investigación cuentan con detallada información respecto a los 1,500 miembros de una población que deambula muy cerca del Kilimanjaro (cuentan que, incluso, pueden reconocerlos individualmente a todos ellos). Con 35 años de estudiar a esta población de forma ininterrumpida, el equipo tiene cada vez más elementos para responder interesantes preguntas respecto a estos paquidermos. Recientemente, Karen McComb, Graeme Shannon, Sarah M. Durant, Katito Sayialel, Rob Slotow, Joyce Poole y Cynthia Moss -pertenecientes a 5 instituciones distintas- publicaron un estudio donde abordaron algunos aspectos relacionados con el liderazgo de las matriarcas de la tan estudiada población de elefantes. En particular ellos estaban interesados en saber si las matriarcas con mayor edad tendrían una mayor capacidad de identificar amenazas potenciales al grupo. Manada de elefantes africanos en el Serengueti. Fotografía de Ikiwaner tomada de Wikimedia Commons. Cuando dentro de un grupo existen uno o varios miembros que cuenten con información o experiencia relevante que pudiera ser de beneficio para el grupo, entonces el grupo se beneficiaría siguiendo o haciendo caso a las respuestas de un líder conocedor. No es difícil imaginarse lo anteriormente descrito en un grupo de humanos; lo interesante es encontrar paralelos en el mundo animal y entender cuáles serían los beneficios que los miembros de un grupo obtendrían al aceptar las decisiones de un líder. Así mismo, es importante conocer cuáles serían los beneficios potenciales para entonces entender las bases evolutivas del liderazgo y las condiciones bajo las que este fenómeno ocurriría en el mundo animal. En humanos se ha encontrado que la edad está positivamente relacionada con el liderazgo. A pesar del deterioro que la edad también trae consigo respecto a varias formas de procesamiento cognitivo, es claro que solo con la edad se adquiere el conocimiento especializado que un buen liderazgo requiere. En sociedades animales se ha sugerido que los líderes viejos serían aquellos que contaran con información ecológica relevante, es decir, información respecto a fuentes de alimento, rutas de migración o información respecto a la amenaza que pudieran representar ciertos depredadores. Después de los humanos, los leones son probablemente los principales depredadores de los elefantes. A estos felinos les gusta depredar pequeñas crías de menos de 4 años. A pesar de la mala fama que los leones machos tienen como cazadores ellos son –y no las hembras- los que son más exitosos cuando se trata de cazar presas de gran tamaño como los elefantes y los búfalos. De hecho, se ha visto que cuando se trata de cazar elefantes un par de leones machos puede hacer el mismo trabajo que siete leonas. Esto no es raro si pensamos que los leones son un 50% más grandes que las leonas y, por lo tanto, más poderosos que ellas. En consecuencia, para un grupo de elefantes, un grupo de leones machos dispuestos a cazar constituye una amenaza más seria que un grupo del mismo tamaño pero compuesto por leonas . Por supuesto que los elefantes no se quedan de trompas cruzadas frente a las amenazas felinas. Los elefantes pueden exitosamente investir a un grupo de leones o leonas, sobre todo las matriarcas que suelen ser más grandes que el resto de las elefantas. Lo que es cierto es que seguro estarían más preocupadas de perder a alguna de las crías del grupo cuando un grupo de leones machos se acercara. Entonces, si la edad da cierta experiencia a las elefantas matriarcas entonces ellas podrían ser capaces de distinguir entre diferentes tipos de amenazas. Por ejemplo, al escuchar ya sean rugidos de leones o de leonas podrían tener una idea del tamaño de la amenaza. Lo que Karen y su equipo hicieron fue reproducir grabaciones de rugidos de leones y leonas en diferentes combinaciones y números y observaron las reacciones de las elefantas matriarcas de 39 grupos familiares de elefantes. Estas reacciones eran por ejemplo, la atención que la matriarca prestaba a las grabaciones (dirigiendo sus grandes orejas hacia la ubicación del reproductor de sonido), mayor cohesión grupal alrededor de las crías (de las otras hembras del grupo y la matriarca), ataque de la matriarca (cambio de dirección y actitud de la matriarca) y cambio de dirección de las otras hembras y sus crías hacia la posición de la matriarca. Después, analizaron todos los factores considerados (número de rugidos de leones, sexo del rugidor, edad de la matriarca, etc.) con un modelo diseñado para entender la contribución de cada uno de los factores en los patrones de agrupación grupal y defensa observados. Los resultados sugieren que aunque los grupos como un todo reaccionan con más intensidad ante el rugido de tres leones comparado con el de uno solo, aquellos grupos con matriarcas de mayor edad son más sensibles ante el rugido de un solo león. Y la verdad es que tienen razón, pues se ha visto que un solo león es capaz de depredar a una cría de elefante. En consecuencia, una reacción temprana ante un riesgo inminente muy probablemente repercutiría de forma positiva en la sobrevivencia de las crías más vulnerables. Los resultados son notorios considerando que la depredación por leones no es un evento que ocurra a menudo y que la proporción de sexos en los grupos de leones está generalmente sesgada al lado femenino. Por otro lado, es poco probable que la reacción se deba a la vulnerabilidad de las matriarcas en sí pues estos miembros son generalmente más grandes que el resto. Además, en tal caso la reacción tal vez debería ser más generalizada y no especialmente en respuesta a los rugidos de los leones machos. Otros estudios también sugieren que las elefantas matriarcas de más de 60 años son las más exitosas cuando se trata de liderar movimientos a larga escala en busca de alimento. Las matriarcas le saben bien al negocio paquidérmico pues. Este estudio sin duda es una invitación a investigar más respecto a la experiencia y el liderazgo que tienen los miembros más añejos en especies longevas que forman grupos familiares. En grupos humanos ha sido bien estudiado el papel de los ancianos como líderes, pero aun falta mucho por saber respecto a dicho fenómeno en grupos animales. Elefantes retozando en el lodo. Fotografía de Mgiganteus tomada de Wikimedia Commons. Artículo de referencia:

McComb, K., Shannon, G., Durant, S., Sayialel, K., Slotow, R., Poole, J., & Moss, C. (2011). Leadership in elephants: the adaptive value of age Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences DOI: 10.1098/rspb.2011.0168

Tecnología lítica y lenguaje: un romance de antaño

Él se acomoda, toma una roca con la mano izquierda, otra con la mano derecha y se prepara para impactar la del lado derecho en la roca del lado izquierdo. El proceso requiere toda su concentración, la acción coordinada de sus extremidades y músculos, la precisión de sus movimientos. Él tiene una experiencia de casi 40 años elaborando herramientas de piedra, ha utilizado diversos materiales, ha probado diversas formas y métodos: es un experto en su elaboración.

Bifaz achelense. Imagen tomada de Wikimedia commons.

Pero él no es un homínido del paleolítico inferior: el es un homínido moderno. Tan moderno es que actualmente trabaja en el Departamento de Arqueología de la Universidad de Exeter, en el Reino Unido. Bruce Bradley se dedica, entre otras cosas, a enseñar a otros homínidos contemporáneos el arte de la elaboración de herramientas que fueron originalmente creadas por otros homínidos, pero varios miles de años atrás. En uno de sus últimos trabajos Bruce utilizó un ciber-guante especial con un sistema de rastreo electrónico mediante el que se registraron los ángulos de sus articulaciones al momento de elaborar herramientas de piedra de dos tipos diferentes. Esto lo llevó a cabo con otros tres autores (Aldo Faisal, Dietrich Stout y Jan Apel) y la idea fue caracterizar y comparar la complejidad en la elaboración de dos tipos de tecnología lítica prehistórica: la achelense y la olduvayense. Sus resultados fueron publicados recientemente en la revista PLoS ONE. Los patrones conductuales relacionados con la reproducción, la obtención de alimento y otras cuestiones esenciales en la sobrevivencia de las especies son cruciales para entender su evolución. La presencia y las características de las herramientas de piedra en los yacimientos fósiles constituye una importante fuente de información respecto a la evolución cognitiva humana, entre otras cosas. El hecho de que la sofisticación y complejidad de la tecnología de nuestros ancestros se fuera incrementando con el tiempo sugiere que también sus capacidades cognitivas fueron evolucionando. Por ejemplo, la industria lítica olduvayense se caracteriza por hojuelas afiladas de roca que fueron elaboradas mediante la percusión directa de una roca con otra. Después, hace aproximadamente unos 1.7 millones de años, empezaron a aparecer las herramientas achelenses que sugerían una intencionalidad mayor en su elaboración y que incluyen filosas y grandes herramientas en forma de gota a las que también se les conoce como bifaces (handaxes).

La tecnología achelense tardía (hace unos 0.5 millones de años) alcanzó una considerable estandarización y refinamiento. Se ha propuesto que el desarrollo de este tipo de herramientas refleja la existencia de capacidades cognitivas novedosas y de procedimientos bien establecidos en la elaboración de las mismas. Es decir, había una intención definida en su elaboración, no eran únicamente formas arbitrarias. Este tipo de observaciones han llevado a algunos investigadores a sugerir que así como hubo un salto en la complejidad de las herramientas, también pudo haber un salto asociado en la evolución del lenguaje, como veremos en detalle más adelante.

Herramienta olduvayense. Imagen tomada de Wikimedia commons.

En un par de estudios previos liderados por Dietrich Stout, en los que se usaron imágenes cerebrales durante la elaboración de herramientas achelenses y olduvayenses, se encontró que existía un sobrelape entre ciertas regiones asociadas con el lenguaje y aquellas que se activaban durante la elaboración de herramientas (ver figura más abajo).

Sin embargo, la elaboración de herramientas achelenses produjo actividad adicional en el hemisferio derecho, incluyendo el área 45 de Brodmann una región vinculada con la cognición jerárquica de alto nivel, como ciertos procesos del lenguaje. Lo anterior podría sugerir la posibilidad de que durante el período achelense tardío existiera también un procesamiento del lenguaje más complejo.

No obstante, estos resultados no eran concluyentes en ese sentido, ya que era necesario descartar la posibilidad de que un incremento en la actividad del hemisferio cerebral derecho implicara simplemente un incremento en las demandas del control de agarre. De ahí entonces, que fuera necesario caracterizar y comparar la complejidad de los movimientos ejecutados durante la elaboración de ambos tipos de herramientas.

A.Un centro de roca, es golpeado con otra (B). C. Herramientas olduvayense (arriba) y achelense (abajo). D. La elaboración de ambas herramientas está relacionada con la activación de la corteza ventral premotora (PMv). Imagen tomada de PLoS ONE.

Para responder a esta pregunta fue necesario –además de diseñar el chidísimo ciberguante- idear un método estadístico que les permitiera confiar en los resultados obtenidos, considerando incluso la complejidad de otras tareas realizadas en la vida diaria como encimar cajas y extraer objetos pequeños de una caja. Aldo, Dietrich, Jan y Bruce no encontraron diferencias en la complejidad de los movimientos durante la elaboración de ambos tipos de herramientas. Lo anterior es de llamar la atención considerando las diferencias observadas entre la tecnología lítica olduvayense y la achelense. Los autores sugieren entonces que las diferencias en la activación cerebral observadas durante la elaboración de ambos tipos de tecnología implican diferencias en la organización conductual de alto nivel, en lugar de diferencias en respuesta a la complejidad de la manipulación de objetos. Por lo tanto, durante las primeras etapas de la evolución tecnológica humana las capacidades cognitivas necesarias pudieron estar más relacionadas con las capacidades perceptuales y motoras, mientras que etapas posteriores pudieron haberse caracterizado por la existencia de mecanismos de control mejorados. En consecuencia, el incremento observado en la actividad del hemisferio cerebral derecho durante la elaboración de herramientas achelenses puede ser atribuido a un incremento en otras funciones. En teoría estas funciones estarían relacionadas con –por ejemplo- la regulación de acciones complejas en secuencia. Por ejemplo, para un adecuado adelgazamiento de una bifaz achelense es necesario que quien la está creando se detenga, gire y prepare la bifaz antes de golpearla nuevamente para poder lograr la forma y el filo deseados. Lo anterior requiere la planeación, organización y jerarquización de las actividades a realizar. De igual manera, el lenguaje prosódico (acentuación y entonación) requiere la integración jerárquica de información a lo largo del tiempo. El hecho de que las regiones involucradas en la elaboración de herramientas y la producción del lenguaje se sobrelapen sugiere la existencia de no solo sustratos, si no de características funcionales compartidas entre ambos procesos. Lo anterior implicaría entonces que la acción de la selección sobre el lenguaje o la elaboración de herramientas pudo haber favorecido los sustratos neurales del otro. El estudio de Aldo, Dietrich, Jan y Bruce aporta nuevos elementos a la propuesta de que la evolución del lenguaje y el de las habilidades relacionadas con la elaboración de herramientas pudieron haber ido de la mano durante buena parte de la evolución humana. Artículo de referencia:

Faisal, A., Stout, D., Apel, J., & Bradley, B. (2010). The Manipulative Complexity of Lower Paleolithic Stone Toolmaking PLoS ONE, 5 (11) DOI: 10.1371/journal.pone.0013718