Formando memorias sonoras: el gen del autismo juega un aspecto clave en el canto de los pájaros
Los estudios que involucran al pinzón cebra, un pájaro cantor, están ayudando a los investigadores a aprender cómo el cerebro memoriza y aprende canciones. Crédito: UT Southwestern Medical Center
Inactivar un gen en pájaros cantores jóvenes que está estrechamente relacionado con el trastorno del espectro autista (TEA) evita que las aves formen los recuerdos necesarios para reproducir con precisión las canciones de sus padres, según muestra un nuevo estudio dirigido por UT Southwestern.
Los hallazgos, publicados en línea hoy en Science Advances, pueden ayudar a explicar los déficits en el habla y el lenguaje que a menudo acompañan a los TEA y eventualmente podrían conducir a nuevos tratamientos dirigidos específicamente a este aspecto del trastorno.
Líder del estudio Todd Roberts, Ph.D., profesor asociado de neurociencia y miembro del Peter O’Donnell Jr. Brain Institute en UT Southwestern, explica que las vocalizaciones que comprenden una parte central de la comunicación humana son relativamente únicas entre el mundo animal, no solo por su complejidad, sino en la forma en que se transmiten de padres a hijos. Los pájaros cantores, como los pinzones cebra, también aprenden vocalizaciones complejas de los cuidadores (las canciones se transmiten a las crías masculinas, por lo general de sus padres). Al igual que los humanos, estos animales tienen circuitos cerebrales intrincados dedicados a esta tarea, que se encuentran en una región del cerebro de las aves a menudo denominada centro vocal alto o HVC.
Debido a los paralelismos entre el lenguaje Roberts dice que los pájaros cantores se utilizan a menudo como un modelo científico para comprender el desarrollo del habla en las personas, incluidas las condiciones en las que cambia la comunicación vocal.
En su investigación, Roberts y sus colegas utilizaron pinzones cebra para estudiar el papel de un gen llamado FoxP1, uno de los genes más correlacionados con los TEA. Las mutaciones de este gen causan un subtipo específico de autismo relacionado con un deterioro grave del lenguaje y una discapacidad intelectual.
Roberts, un becario de investigación médica de Thomas O. Hicks, explica que el aprendizaje de las vocalizaciones tanto para los pájaros cantores como para los humanos consta de dos diferentes etapas: Primero, las aves y los humanos deben formar una memoria de sonidos. A continuación, practican los sonidos a través de la imitación. Los pinzones cebra juveniles suelen practicar la canción de sus padres miles de veces al día durante tres meses, ensayándola unas 100.000 veces hasta que es una coincidencia cercana. Estas aves pueden memorizar la canción de 20 a 60 días después de la eclosión, pero no comienzan a practicar el canto hasta aproximadamente 35 a 40 días después de la eclosión.
Para comprender mejor el papel que FoxP1 podría desempeñar en ambas partes de este proceso, los investigadores separaron a los pinzones cebra jóvenes en dos grupos: la mitad de las aves pasaron sus primeros años de vida en contacto con sus padres cantantes y continuaron viviendo con ellos mientras practicaban sus canciones; la otra mitad pasó sus primeros años de vida con sus madres sin canciones y luego se unió a sus padres durante la fase de práctica. Ya sea antes de que los pájaros formaran recuerdos de las canciones o antes de que comenzaran a practicar, Roberts y sus colegas usaron una técnica llamada interferencia de ARN para «derribar» FoxP1 en el HVC de los pájaros, liberando a las células en esta región del cerebro de la gran mayoría de este gen. productos proteicos Esta técnica usó construcciones creadas en el laboratorio de la colaboradora cercana de Roberts y coautora del estudio, Genevieve Konopka, Ph.D., profesora asociada de neurociencia en UT Southwestern.
Cuando los investigadores analizaron los cantos de los pájaros en En la edad adulta, descubrieron que solo aquellos con FoxP1 activo durante la fase de memorización de canciones podían reproducir con precisión las canciones de sus padres. Si este gen fuera derribado durante la fase de práctica, estas aves aún podrían imitar correctamente las canciones. Sin embargo, las aves en las que se inactivó FoxP1 antes de la memorización cantaron canciones aleatorias que no se parecían a las que cantaban sus padres.
«Nuestros resultados sugieren que FoxP1 es clave para formar los recuerdos de canciones en estas aves que son fundamentales para la imitación más adelante en la vida», dice Roberts. «Un déficit similar en los humanos podría desempeñar un papel paralelo en el desarrollo del habla, impidiendo que los bebés formen recuerdos del habla adulta que escuchan a su alrededor y dificultando su propia comunicación a medida que crecen».
Si este hallazgo se refuerza en estudios futuros, agrega, podría conducir a nuevos tipos de terapia para niños con autismo. Las terapias actuales de ASD centradas en el desarrollo del habla a menudo se enfocan en ayudar a los niños a aprender las habilidades motoras necesarias para producir sonidos. Sin embargo, dice Roberts, las técnicas que se enfocan en ayudar a los niños a formar recuerdos del habla pueden ser más importantes. En el futuro, dice, puede ser posible evitar los déficits del habla mediante la sustitución de la proteína FoxP1 que falta mediante la edición de genes o la alteración de la señalización regulada por FoxP1 mediante el uso de productos farmacéuticos.
«Este estudio no solo es fundamental para comprender el síntomas de los pacientes con TEA relacionado con FoxP1, sino que también sienta las bases para estudiar muchos otros genes asociados con los TEA utilizando el sistema del pájaro cantor», añade Konopka, becario Jon Heighten en Autism Research.
Explore más
Los recuerdos implantados enseñan a los pájaros un canto Más información: F. Garcia-Oscos el al., «El gen FoxP1 relacionado con el autismo regula selectivamente la transmisión cultural de las vocalizaciones aprendidas,» Avances científicos (2021). advances.sciencemag.org/lookup … .1126/sciadv.abd2827 Información de la revista: Science Advances
Proporcionado por UT Southwestern Medical Center Cita: Formación de recuerdos sonoros: el gen del autismo juega un aspecto clave en el canto de los pájaros (2021 , 3 de febrero) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-02-memories-autism-gene-key-aspect.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.