Sobre la evolución del auto-control y las capacidades cognitivas

foto mono

Hace ya algún tiempo, le hablé, querido lector, de un experimento con animales que mostraba lo malos malísimos que son los mercados, y lo perversos que nos vuelven. Hoy voy a volver a hablarle de experimentos con animales pero esta vez menos "económicos", aunque ciertamente, dado que se trata de entender el origen de nuestras capacidades intelectuales, y dado que éstas se suponen al homo oeconomicus, algo de economía tienen. En concreto, se trata de un trabajo reciente que me ha parecido fascinante y en el que, para que no me ataquen (véase la nota al final), no se ha maltratado a ningún animal. El trabajo ha aparecido publicado en el siguiente artículo [Proc. Natl. Acad. Sci. USA 111, E2140 (2014)]:

pnas autoresAquí se preguntarán ustedes: anda que no ha hecho falta peña para hacer esta investigación. Bueno, pues no se asusten, que ahora verán que eran necesarios y, por otra parte, esa lista no es nada con las colaboraciones de 1000 personas o más que firman los artículos de física de partículas que vienen del CERN (ejemplo reciente; artículo, 6 páginas; autores, 7 páginas, y direcciones, 5 páginas). Uno se pregunta si todos los que firman se lo han leído, y más cosas que seguramente me granjearían una buena dosis de fuego graneado de los incondicionales de las partículas, así que mejor me centro en el tema.

La razón por la que interviene tanta gente en esta investigación es que para hacerla se han llevado a cabo experimentos con 567 animales de 36 especies distintas, incluyendo 23 de primates. Y es que esta es la primera vez que se somete a muchas especies distintas a los mismos experimentos, con lo cual se pueden hacer comparaciones cuantitativas y relacionarlas con la filogenia de las especies elegidas. El propósito de la investigación era poner a prueba las distintas hipótesis que se han propuesto sobre la evolución de las capacidades cognitivas, que se pueden agrupar en dos bloques. Por un lado, como explicación inmediata, se ha sugerido que, o bien el tamaño absoluto del cerebro, o bien su tamaño en relación a la masa corporal, son el mecanismo responsable de la evolución de la cognición. Por otro lado, como causas últimas responsables de esa evolución se han propuesto las presiones selectivas debidas a la complejidad social y a la diversidad de la dieta.

El estudio se centró en dos tareas que permiten evaluar la capacidad de auto-control de las distintas especies, entendiendo como auto-control la capacidad de inhibir un comportamiento muy dominante pero que puede ser contraproducente. El motivo de centrarse en este tipo de tarea es porque el auto-control es un factor muy importante (y bien estudiado) en las funciones ejecutivas y además interviene en diversos procesos de toma de decisiones. Por ejemplo, evitar alimentarse o aparearse en presencia de un congénere de mayor rango o buscar comida en lugarse donde no se había buscado previamente son situaciones que requieren auto-control. Análogamente, el auto-control es lo que me ha permitido suprimir mi respuesta dominante (escribir un artículo incendiario sobre la abdicación de Juan Carlos I, o el Mundial de Fútbol) y centrarme en hablar de ciencia, que es lo que se supone que he de hacer.

Las tareas que se proponían eran las siguientes. En primer lugar, la A-no-B, consistente en familiarizar a los animales con buscar comida en un cierto lugar durante tres intentos consecutivos, para luego mostrarles la comida en el mismo sitio y luego moverla a otro contenedor (queda más claro viendo la película que acompaña al artículo). En este experimento participaron 27 especies. La segunda tarea era la del cilindro: se familiariza a los sujetos con encontrar comida en un recipiente cilíndrico opaco y luego se sustituye por otro transparente, de manera que han de evitar intentar alcanzar la comida directamente y proceder a levantar el cilindro (de nuevo, es mejor ver la película). En la tarea del cilindro tomaron parte 32 especies. En ambas tareas, los sujetos deben inhibir una respuesta motora dominante (buscar en el sitio habitual o alcanzar la comida) pero la respuesta correcta era diferente en ambas tareas: en el caso de A-no-B han de inhibir algo que había tenido éxito hasta el momento de la prueba, mientras que en el cilindro tienen que hacer lo mismo que antes pero en un contexto nuevo como es el del cilindro transparente.

Antes de entrar en los resultados propiamente dichos, conviene analizar algunos resultados previos que nos permiten interpretar el estudio en términos evolutivos y de especie. En primer lugar, en general para todas las especies el éxito las dos tareas está bastante correlacionado, lo que permite a los investigadores asignar un índice compuesto que mide en un único número la capacidad de auto-control de cada especie. Además, teniendo en cuenta la filogenia, es decir, la situación en el "árbol evolutivo" de cada especie, se comprueba que especies próximas tienen resultados parecidos, lo cual muestra que efectivamente hay una componente evolutiva en el desarrollo de estas capacidades. Finalmente, dentro de cada especie, las puntuaciones obtenidas por los distintos individuos están muy correlacionadas, con lo que tiene sentido hablar de la puntuación de la especie.

Una vez asegurados de que estamos viendo lo que queremos ver, vayamos a los resultados propiamente dichos, de los que la siguiente figura nos presenta lo relativo al cerebro.

cerebroLos experimentos muestran, como se ve en los gráficos, que el tamaño absoluto del cerebro (gráficos superiores) es un buen predictor de la destreza en el desempeño de las tareas, mientras que el tamaño relativo (gráficos inferiores) no lo es. Es curioso que en el caso de la tarea A-no-B la correlación no parece tan buena, y es que el que echa a perder la tendencia es el elefante asiático que, con el mayor cerebro de la muestra, es el que peor lo hace. Cuando se elimina al elefante (línea gris más inclinada) el tamaño absoluto del cerebro predice muy bien también los resultados de dicha tarea. Asimismo, cuando el análisis se restringe a las especies de primates que participaron en el estudio, los resultados se mantienen, si bien en este último caso el tamaño relativo cobra cierta significación, pero sin comparación con el tamaño absoluto. Sin embargo, para el resto de especies no hay correlación significativa entre tamaño absoluto y resultados en la tarea A-no-B, ni siquiera descartando al elefante.

En cuanto a las hipótesis ecológicas propuestas como catalizadores de la evolución cognitiva, que como ya dijimos eran la complejidad de la dieta y la complejidad social, los autores se restringen a los primates, que es fundamentalmente para los que se han avanzado ambas teorías. Para la complejidad social utilizan el tamaño del grupo social (que además varía con el tamaño del neocórtex en primates antropoides), considerando dos casos: el grupo social propiamente dicho y el grupo de caza o recolección. El resultado fue negativo: no hay correlación entre ninguna de estas dos cantidades y el desempeño en las tareas o el índice compuesto. Sin embargo, en el caso de la dieta sí aparece una correlación entre la variedad de la dieta (número de categorías dietéticas consumidas por la especie) y el éxito en las tareas (pero no con el porcentaje de fruta). Por último, otros análisis de variables como el tamaño del territorio, la distancia recorrida diaria, las capacidades defensivas y otras no mostraron correlación alguna con la capacidad de auto-control, mientras que los resultados en las tareas sí están de acuerdo con lo que se sabe concretamente de cada especie en términos de innovación, recolección extractiva, uso de herramientas, aprendizaje social y capacidad de engaño táctico, además de con un factor de inteligencia general.

¿Qué concluimos de este estudio? Bueno, en primer lugar, dos sorpresas: para las capacidades de auto-control importan el tamaño absoluto del cerebro y la variedad de la dieta; contra lo que muchas veces se argumenta, el tamaño relativo del cerebro no influye mucho, pero lo más sorprendente, dado el énfasis que se había puesto en ella, es que la hipótesis de que las capacidades cognitivas de los primates evolucionaron para hacer frente a una vida social cada vez más compleja parece no ser verdad. Pero no son las únicas conclusiones y, de hecho, y como es habitual en ciencia, lo interesante son las preguntas a las que dan lugar. ¿Por qué el tamaño absoluto del cerebro importa tanto? Los autores sugieren que al aumentar el cerebro, hay más neuronas disponibles, y además aumenta la modularización de su distribución. De hecho, nuestro cerebro es el mayor de todos los animales con la excepción del delfín, y comparado con otros primates lo que se ve es que hay un grado más alto de organización pero que no es cualitativamente diferente del de nuestros "primos", es simplemente el que corresponde por ser más grande. En cuanto al mecanismo por el que la dieta es importante, estamos ante el huevo o la gallina; o bien los que tienen mayores capacidades cognitivas prueban más cosas y descubren más fuentes de comida, o bien aquellos que podían abastecerse de más cosas podían permitirse el coste metabólico de tener un cerebro más grande.

Que conste que seguro que hay un montón de gente, anticientíficos de pro, a los que les parecerá que esta investigación es irrelevante y que nos dedicamos a tomarle el pelo a los animales por hacerles sufrir. Pues no, no es así. Esta investigación es un avance de cara a entender nuestra propia cognición, a identificar qué es lo que nos da nuestras sorprendentes capacidades, y cómo hemos evolucionado para llegar a tenerlas, y apunta direcciones interesantes de investigación para el futuro (máxime teniendo en cuenta el dinero que tanto la UE como los Estados Unidos están invirtiendo en estudiar el cerebro humano, que digo yo que de ahí algo deberíamos aprender sobre el porqué el tamaño importa. Del cerebro). Aunque bueno, reconozco que esta explicación me vale a mí. Puede que investigar en la naturaleza de nuestra propia inteligencia les parezca igual de absurdo que otras cosas que aprendemos experimentando con animales. Pero ya sabemos que con los anticientíficos no se puede discutir así que para ellos la perra gorda...

NOTA: Cuando yo ya había pensado hablar de este tema, se suscitó una tremenda polémica sobre la experimentación con animales (fundamentalmente la médica), después de que el flamante eurodiputado de Podemos, Pablo Echenique-Robba (científico titular del CSIC), concediera una entrevista a Materia en la que se manifestaba favorable a la experimentación con animales. Nunca lo hubiera hecho. Enseguida publicó un artículo explicando en detalle su postura, pero ya era tarde. Ruth Toledano arremetió contra él desde las páginas de El Diario (que comparte con Echenique-Robba) calificando a los científicos de "casta" y diciendo que las declaraciones demuestran que "parte de la comunidad científica aún forma también parte del “régimen” y debe evolucionar". Les recomiendo el artículo de Toledano que, entre referencias correctas a directivas europeas y al Centro de Referencia para Alternativas a los Tests con Animales, venía poco menos que a recomendar los campos de reeducación para los científicos. Y una vez leído, les recomiendo las respuestas: aquí, aquí, aquí del Defensor de la Comunidad de El Diario, si bien no en calidad de tal, y aquí). Y de guinda, el que me hubiera gustado escribir a mí: el post de José A. Pérez sobre el tema. Y luego reflexione sobre la anticiencia, de derechas, de izquierdas o de la Cochinchina, y a dónde nos puede llevar. Virgencita...

Hay 14 comentarios
  • Gracias por la entrada, Anxo. La investigación es muy buena y tu resumen impecable.
    Respecto a la nota final, pienso que casi todas las partes han actuado en caliente, siendo un buen ejemplo de cuando a veces una mala dialéctica puede arruinar un magnífico debate. Empezando por Pablo, con una desafortunada entrevista y un magnífico artículo posterior "La ciencia y la politica, esa extrana pareja". En este sobresaliente artículo, por cierto, Pablo no expone su opinión personal sobre la experimentación con animales, sino la dinámica del partido Podemos para abordarla (dinámica, en mi humilde opinión, muy peligrosa, aunque quizás la más legítima). Toledano contesta a la entrevista, en algunos puntos de manera acertada y en otros muy desasacertadamente, y a partir de allí se entra en una espiral alimentada por malinterpretraciones de ambas posturas: a veces no intencionadas, y otras probablemente sí.

    • Gracias Carlos, me alegra que te gustase mi resumen. En cuanto a tu puntualización sobre la nota final, es cierto que hay malinterpretaciones, pero visto el cariz que está tomando el crecimiento de los anti-ciencia, si tenemos alguna esperanza de sobrevivir a un rápido colapso propio del imperio romano, no se puede pasar ni una, pero ni una que remotamente ataque, desprecie o de cualquier modo cuestione la ciencia basándose en filfas, engañifas, religiones y demás bobadas.

  • La verdad es que como aficionado-a-muchas-cosas, me parece un tema fascinante. Como bien dices, los buenos artículos nos traen más preguntas que respuestas. Solo viendo los outliers da para muchas teorías para investigar...

    ¡gracias por el artículo! y enhorabuena por la redacción.

  • Muy interesantes las conclusiones. ¿No hay una teoría bastante dominante que achaca al tamaño relativo del cerebro de los dinosaurios su falta de reacción a los cambios bruscos en su medio ambiente (y a la postre, su extinción)? ¿Hasta qué punto la investigación que describes estaría cuestionando esta teoría?

    Gracias.

    • Gracias Ender. La verdad es que no sé mucho de dinosaurios (no me interesaban ni de pequeño) y no sigo lo que se va averiguando del tema, así que no conozco la teoría que dices. Lo que sí me parece es que los experimentos que describe el post no tienen mucho que ver con esa teoría, ya que una cosa es la adaptación al medio y otra el desarrollo de las capacidades cognitivas. Hay bichos muy adaptables (se me ocurren los insectos) y carentes por completo de cognición. Así que creo que estaríamos hablando de asuntos diferentes.

  • Hola Anxo, tú artículo me ha resultado muy interesante.

    Pero me ha saltado una duda mientras lo leía. En el antepenúltimo párrado dices: "nuestro cerebro es el mayor de todos los animales con la excepción del delfín". ¿No es mayor el del elefante o la ballena? ¿O te estoy entendiendo mal?

    • Hola Mateo, gracias por tu comentario y por tu duda, y tienes toda la razón. Esto me pasa por escribir de memoria. He consultado y el cerebro del elefante suele estar por encima de 4 kg, es decir, unas tres veces el del hombre. Ese dato se refiere al cerebro relativo al peso del cuerpo.

  • en el caso concreto de los dinosaurios, (pero en otras especies actuales tambien) se decia que tenian partes especificas del cerebro muy desarrolladas.

    En este test se analiza el tamaño del cerebro en su conjunto? El tiranosaurus parece ser que tenia la parte del olfato desarrollada de una manera gigantesca y no se cree que lo hiciera particularmente inteligente.
    ¿No tendria mas sentido analizar el tamaño del neocortex?

    • Gracias fanboy, posiblemente sí, tendría más sentido analizar el tamaño del neocortex, pero es más difícil. En el registro fósil lo único que se conoce es el volumen craneal y de ahí se saca el tamaño del cerebro, pero no se pueden sacar los datos de sus partes. Y para los animales vivos, se podría medir el neocortex, al precio de matarlos, claro. Obviamente se podrían utilizar datos de animales de la misma especie ya muertos, pero no sé cuánta precisión tendría eso.

  • Muy interesante. Cargado de referencias, como siempre, y con un punto de humor (a fin de cuentas, esto es divulgación placentera para curiosos irredentos).

    Es fundamental esto en una de las respuestas de Anxo: "visto el cariz que está tomando el crecimiento de los anti-ciencia, si tenemos alguna esperanza de sobrevivir a un rápido colapso propio del imperio romano, no se puede pasar ni una, pero ni una que remotamente ataque, desprecie o de cualquier modo cuestione la ciencia basándose en filfas, engañifas, religiones y demás bobadas." Hay que estar alerta y con la escopeta cargada.

  • Buen articulo Anxo,
    Tengo una duda metodologica, que igual es una tonteria.
    Cuando se usa el tamaño del cerebro de cada animal, se utiliza el tamaño medio de la especie o el tamaño especifico de cada individuo.
    Seguramente la variacion intra-especie sera pequeña, y no estoy seguro de como se puede medir el tamaño del cerebro con el individuo aun vivo. Pero en cualquier caso la interpretacion de los resultados es muy distinta si se usan los tamaños individuales o la media por especie.

    Un saludo

    • Gracias José, estoy totalmente de acuerdo con tu comentario. No está del todo claro en el artículo, pero aunque parece que miden el tamaño del cerebro de cada individuo usando el volumen endocraneal como proxy: "Our neuroanatomical predictors
      included measures of absolute brain volume [endocranial volume (ECV)]", en realidad si te miras el material suplementario lo sacan de tablas: "Endocranial volumes (ECVs) and body masses were taken from major published databases and supplemented from the primary literature as necessary" (la tabla viene adjunta en el material suplementario). Por otro lado, creo que tiene sentido, porque tampoco miran individuos, sino que promediando sobre los individuos asignan un coeficiente de éxito en las tareas a la especie, así que es consistente comparar con un ECV promedio para la especie.

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