Uno de los rasgos que nos caracterizan a los humanos es que al escuchar una pieza musical podemos sincronizar los movimientos de nuestro cuerpo con ella. Por eso, hemos inventado, a lo largo de miles de años, innumerables formas de bailar.
Asimismo, se sabe que esa sincronización también se presenta en algunas especies de aves que, al igual que nosotros, la aprenden vocalmente. O, más bien dicho, esto es lo que se sabía hasta hace poco, cuando Vani Rajendran, Hugo Merchant, Luis Prado y Juan Pablo Márquez, investigadores del Departamento de Neurobiología del Desarrollo y Neurofisiología del Instituto de Neurobiología, campus Juriquilla, de la UNAM, concluyeron un estudio con macacos (primates de la familia Cercopithecidae), el cual fue publicado en la revista Science y puede consultarse en la siguiente dirección electrónica https://www.science.org/doi/10.1126/science.adp5220
“En 2019, en un estudio publicado en PLOS Biology, el doctor Merchant demostró que los macacos podían ser entrenados para sincronizarse de manera predictiva con el ritmo regular y constante de un metrónomo, bajo el contexto adecuado de recompensa. Esto inspiró mi hipótesis de que si podían hacer eso, también debían ser capaces de sincronizarse con ritmos más abstractos y complejos, como los que están presentes en la música. Esta hipótesis es lo que me llevó a integrarme en México al grupo del doctor Merchant como posdoctorante, y el presente estudio es el resultado de ese trabajo”, señaló Rajendran.
La investigación se llevó a cabo durante poco más de tres años en el laboratorio de Merchant, el cual está acondicionado para entrenar y hacer el registro electrofisiológico de macacos, esto es, medir y analizar la actividad de neuronas únicas y pequeños circuitos neuronales durante la ejecución de tareas de sincronización del movimiento con estímulos auditivos o visuales rítmicos.
“Los macacos que participaron en él son dos machos adultos (tienen entre 10 y 12 años). Uno se llama Gil y el otro Tomás. Como ya habían sido entrenados para sincronizarse con los ritmos de un metrónomo, no fue tan difícil que aprendieran a seguir, poco a poco, ritmos más abstractos y complejos. Escogimos para ellos tres piezas musicales cuyos tempos son parecidos a los tempos con los cuales estaban acostumbrados a sincronizarse: You’re the first, the last, my everything, de Barry White; New England, de Billy Bragg; y así como Passe et medio/Den iersten gaillar, de Josquin des Prez, un compositor franco-flamenco del Renacimiento”, informó Rajendran.
Una de las hipótesis de los investigadores del Instituto de Neurobiología es que nuestro reloj rítmico se activa en diferentes contextos. Así, por ejemplo, si en el contexto perceptual entrenan a un sujeto para que discrimine entre distintos ritmos y prospera en ello, ese aprendizaje puede transferirse a cuestiones motoras y su caminata mejora.
“Y ése es el principio que utilizamos en un estudio en el que a los pacientes se les dio una tablet que contenía una aplicación en forma de videojuego que los entrenaba para discriminar ritmos de manera perceptual sentados en su silla. Y algunos tuvieron grandes avances con este entrenamiento intensivo y se volvieron mucho más sistemáticos a la hora de caminar”, dijo Hugo Merchant.
Acondicionamiento
Gil y Tomás viven en unas jaulas acondicionadas especialmente para ellos. Como en otros estudios en los que han participado, cada uno se sentaba frente a un setup con palancas, botones, bocinas y pantallas, y cerca de un tubo de recompensa.
“Este tubo es muy importante, pues ambos macacos trabajan para recibir, a través de él, una recompensa que los mantiene motivados y que consiste en unas gotas de jugo”, explicó Merchant.
El primer paso del estudio fue ver cómo, a partir de lo que ya sabían hacer (sincronizarse con los ritmos de un metrónomo), los macacos podían aprender a escuchar sonidos continuos.
“Los ritmos que marca un metrónomo son regulares y constantes: sonido y silencio, sonido y silencio, sonido y silencio… En una canción, el sonido es continuo, con una voz o varias voces, y distintos instrumentos. El objetivo era que los macacos entendieran que un ritmo isocrono, como el de un metrónomo, puede ser explícito o estar escondido dentro de un sonido continuo. Así, sustituimos los sonidos de un metrónomo por otros que tenían más frecuencias y duraban más tiempo. Entonces, del clic, clic, clic del metrónomo pasamos a sonidos cada vez más largos hasta llegar a uno completamente continuo, sin pausas. Y una vez que se sincronizaron con los intervalos correctos de este sonido, les pusimos las tres piezas musicales que escogimos”, indicó Rajendran.
Uno de los mayores problemas que tienen los pacientes con párkinson es que caminan mal, incluso a veces se caen o se congelan porque pierden el ritmo de la caminata.
“Una terapia consiste en darles una estimulación rítmico-auditiva con música u otro tipo de sonidos, y en muchos casos logran moverse con más fluidez. Sin embargo, en la literatura todavía no hay una explicación de por qué esta estimulación es capaz de modificar por completo la calidad del sistema motor. Esto lo estoy investigando con ratones en mi nuevo laboratorio del Instituto de Fisiología Celular”, comentó Rajendran.
Dos parámetros
Según Merchant, para caracterizar este tipo de conductas hay que medir dos parámetros fundamentales: la fase de respuesta y el periodo. Inicialmente, los investigadores universitarios pusieron mucho énfasis en la fase de respuesta, porque es la que muestra dónde cree el animal que está el ritmo en todo el continuo.
“Ni a Gil ni a Tomás le dijimos explícitamente dónde estaba el ritmo. Ellos lo tenían que descubrir. Sólo les pusimos una condición para que pudieran recibir su recompensa: que los periodos de los intervalos que producían en secuencia fueran relativamente constantes. Y de esta manera, cada uno encontró una fase dentro de cada ciclo. Además, hicimos un experimento control: cada pieza musical la recorrimos una media revolución para ver si captaban dicho recorrido y movían su fase, y, en efecto, esto fue lo que sucedió. También medimos los periodos producidos y su variabilidad, y vimos que podían seguir los diferentes tempos de las tres piezas musicales”.
A decir de Rajendran, en los videos que se grabaron es posible apreciar cómo, mientras escuchan las piezas musicales, los macacos mueven rítmicamente la mano, sobre todo, porque es la parte de su cuerpo que registra el sistema.
“Sí, es fantástico, aunque en realidad no sólo siguen el ritmo con la mano, que es la que medimos y está bajo recompensa, sino también el resto del cuerpo; o sea, bailan a su modo. Y a diferencia de la temporalidad de su mano, esa conducta compleja no está bajo recompensa”, añadió Merchant.
En este punto surge una pregunta clave: ¿los macacos estaban disfrutando en esos momentos? Rajendran, quien también es música (toca el clarinete), respondió: “No creo que estuvieran disfrutando realmente, y mencionarlo es muy significativo. Estos macacos están entrenados para conseguir una recompensa por medio de una conducta a la que nosotros los inducimos. Activan su sistema de recompensa, pero de manera externa; en cambio, los humanos obtenemos una recompensa intrínseca cuando escuchamos música y casi, casi no podemos no movernos, nos gusta movernos, nos da placer, y no lo hacemos por una recompensa que viene de afuera”.
Por su parte, Merchant señaló que, a excepción de los humanos y los pericos, que tienen conductas rítmicas bastante sofisticadas, no se sabe que otros animales puedan bailar.
“Nuestra hipótesis es que, en el caso de los monos, poseen una maquinaria cerebral audiomotora que les permite realizar lo que nosotros queremos medir, pero debemos guiarlos mediante la recompensa para que la utilicen”, finalizó.
Desde hace más de 15 años, Hugo Merchant encabeza en su laboratorio un programa de investigación cuyo objetivo es tratar de entender cómo el cerebro cuantifica el paso del tiempo y, en específico, qué partes del cerebro humano y el de los macacos se utilizan para percibir y luego llevar el ritmo de la música.
“Entrenamos a humanos sanos y macacos en tareas de golpeteo de un botón con ritmos muy sencillos emitidos por un metrónomo. Después entrenamos a los segundos para que predijeran esos ritmos golpeteando el botón casi al mismo tiempo que el metrónomo y registramos la actividad de sus neuronas en diferentes áreas del cerebro, incluyendo las premotoras mediales, donde, de acuerdo con estudios de imagen funcional en humanos, podía estar el reloj rítmico”.
Y sí, Merchant y sus colegas encontraron allí el reloj rítmico, el cual depende de la interacción de poblaciones neuronales que cuantifican de manera relativa el paso del tiempo y pueden controlar de forma predictiva los movimientos en sincronía con el ritmo de un metrónomo.
“A continuación nos preguntamos si los macacos podían sincronizarse con una pieza musical como tal. Y de esto se trató el experimento: ellos pudieron extraer el ritmo de diversas piezas musicales y sincronizarse sistemáticamente con él, lo cual ha tenido un impacto muy grande en la literatura de la neurobiología de los ritmos”, finalizó el científico universitario.