Neurocientíficos de la Universidad Goethe de Frankfurt han descubierto un circuito de retroalimentación que modula la receptividad de la corteza auditiva a las señales acústicas entrantes cuando los murciélagos emiten llamadas de ecolocalización. En un estudio publicado en la revista Nature Communications , los investigadores muestran que la transferencia de información en los circuitos neuronales involucró un cambio de dirección en el curso de la producción de llamadas. Parece probable que esta retroalimentación prepare la corteza auditiva para los ecos esperados de las llamadas emitidas. Los investigadores interpretan sus hallazgos como una indicación de que la importancia de los circuitos de retroalimentación en el cerebro todavía se subestima.

Es bien sabido que los murciélagos tienen un sistema de navegación ultrasónico:usan su oído extremadamente sensible para orientarse emitiendo sonidos ultrasónicos y usando los ecos que resultan para construir una imagen de su entorno. Por ejemplo, el murciélago de cola corta de Seba (Carollia perspicillata) encuentra las frutas que son su alimento preferido utilizando este sistema de ecolocalización. Al mismo tiempo, los murciélagos también usan sus vocalizaciones para comunicarse con otros murciélagos. Usan un rango de frecuencias algo más bajo para este propósito.

El neurocientífico Julio C. Hechavarría del Instituto de Biología Celular y Neurociencia de la Universidad Goethe y su equipo están investigando las actividades cerebrales asociadas con las vocalizaciones en el murciélago de cola corta de Seba. Su estudio más reciente investiga cómo la corteza auditiva y el lóbulo frontal trabajan juntos en la ecolocalización. La corteza auditiva procesa la información auditiva y el lóbulo frontal es una región del cerebro anterior que está asociada, en los humanos, con tareas que incluyen la planificación de acciones. Para descubrir más sobre esto, los investigadores insertaron pequeños electrodos en los cerebros de los murciélagos para registrar la actividad neuronal en el lóbulo frontal y la corteza auditiva.

Los investigadores lograron identificar un circuito de retroalimentación que previamente había sido completamente desconocido en la red de la corteza auditiva del lóbulo frontal de los murciélagos que emiten llamadas de ecolocalización. La información normalmente fluye desde el lóbulo frontal, donde se planifica la producción de llamadas, a la corteza auditiva para prepararla para esperar una señal acústica. Pero se observó que el flujo de información del lóbulo frontal a la corteza auditiva disminuía después de la emisión de un pulso de ecolocalización hasta que la dirección de la transferencia de información cambiaba por completo y la información fluía desde la corteza auditiva de regreso al lóbulo frontal. Hechavarría plantea la hipótesis de que este circuito de retroalimentación prepara la corteza auditiva para recibir mejor los sonidos reflejados por la llamada de ecolocalización.

Los neurobiólogos simularon señales que se originaban en la corteza auditiva estimulando eléctricamente el lóbulo frontal. La actividad que esto generó en el lóbulo frontal tuvo el efecto esperado de incitar a la corteza auditiva a responder con más fuerza a los reflejos acústicos. “Esto demuestra que el circuito de retroalimentación que encontramos es funcional”, resume el neurobiólogo Hechavarría. Retoma la metáfora de una autopista para ilustrar la importancia de estos hallazgos:"Hasta ahora, en general se creía que el flujo de datos en esta superautopista de la información corre principalmente en una dirección y que los bucles de retroalimentación son excepciones. Nuestros datos muestran que lo más probable es que esta opinión sea incorrecta y que los bucles de retroalimentación en el cerebro probablemente sean considerablemente más significativos de lo que se había hipotetizado anteriormente".

Sorprendentemente, no se observó una inversión pronunciada del flujo de información para las vocalizaciones de murciélagos utilizadas con fines de comunicación. "Esto puede deberse a que los murciélagos estaban solos en una cámara insonorizada y aislada eléctricamente y por tanto no esperaban una respuesta a sus llamadas", especula Hechavarría antes de señalar:"Uno de los aspectos que hace que nuestro estudio sea tan interesante es que abre nuevas formas de estudiar las interacciones sociales de los murciélagos. Queremos seguir trabajando en esta área en el futuro".