Síndrome de Down

¿Cómo se comunican los ratones que son modelo de síndrome de Down?

Vocalizaciones ultrasónicas durante la interacción macho-hembra en un modelo murino de síndrome de Down, el ratón Ts65Dn

Bruna L. Zampieri, Fabian Fernandez, Jennifer N. Pearson, Melissa R. Stasko, Alberto C.S. Costa

Physiology & Behavior 128: 119-125, 2014

RESUMEN

Introducción

Es un hecho bien confirmado que los niños pequeños con síndrome de Down muestran problemas ya en su iniciación a la comunicación y el lenguaje. Estos problemas son muy diversos en su manifestación y en el grado en que afectan a cada individuo. Pero es normal que, aunque ciertamente pueden mejorar con la intervención adecuada a lo largo de su crecimiento y desarrollo, persisten en mayor o menor grado en un buen número de individuos durante su adultez. Y se manifiestan en uno, o en varios, o en todos los componentes del lenguaje como son la fonología, la semántica, la sintaxis y la pragmática. El lenguaje y la comunicación, pues, siguen siendo una de las áreas débiles dentro del fenotipo conductual del síndrome de Down. Y teniendo en cuenta la importancia que dichas cualidades adquieren en la vida de relación de una persona, se comprende el interés de las familias y los educadores por abordar este problema desde sus respectivas áreas de actuación. Y tampoco sorprende, por consiguiente, que los científicos interesados en el estudio de los diversos problemas del síndrome de Down empiecen a centrar su atención en conocer por qué la trisomía del cromosoma 21 provoca de forma tan característica toda esta problemática del lenguaje.

En las alteraciones del lenguaje intervienen mecanismos muy diversos que pueden afectar a una o más de las siguientes variables: a) la organización de los centros nerviosos responsables de descodificar el lenguaje escuchado y, por tanto, responsables de desgranar las "piezas" de las palabras y frases para tratar de entenderlas e imitarlas; b) la organización de los centros nerviosos que inician y completan la estructura del mensaje hablado; c) el conjunto de órganos fonatorios —cavidad bucal, labios, músculos faciales, lengua, faringe, laringe, cuerdas vocales, músculos respiratorios— que de una manera organizada y secuencial han de activar la arquitectura final del mensaje. En definitiva, lo que hace tan enigmático y difícil el estudio del lenguaje en el síndrome de Down es el hecho de que la trisomía es capaz de afectar cada uno de la cascada de factores que constituyen dicha arquitectura. Porque no es sólo un problema de inteligibilidad, fluidez, secuencia, riqueza de vocabulario. Es algo más profundo que afecta a la iniciación de un fraseo, la longitud de los enunciados, la construcción sintáctica, la oportunidad de iniciar un fraseo o de concluirlo, la alternancia o turnos en la emisión de las frases. Muchos de estos elementos dependen de la capacidad organizativa de variados núcleos y áreas cerebrales, encargados de la organización y secuenciación del lenguaje hablado.

La disponibilidad de modelos animales del síndrome de Down está ayudando a valorar aspectos de este síndrome que, sin ellos, hubiese sido muy difícil conocer. Con ello contribuyen a poner las primeras piedras de lo que puede ser una acción de intervención basada en una sólida base científica. Ahora bien, en algo tan "humano" como es el lenguaje, ¿puede un ratón decirnos algo? Un pequeño apunte. También los animales se comunican y también lo hacen, además de por diversos medios, mediante emisión de sonidos, su propio lenguaje. El reto está en saber detectarlo, descodificarlo, conocerlo.

¿Cómo se comunica un ratón? ¿Puede un modelo murino de síndrome de Down mostrarnos algo que nos ayude a conocer qué sucede en la comunicación y el lenguaje de las personas con síndrome de Down? El objetivo del trabajo que aquí resumimos es mostrar las primeras investigaciones que se han realizado y acaban de publicarse en este terreno. Basándose en investigaciones que se vienen ya realizando sobre la comunicación oral entre ratones, y los resultados obtenidos en modelos murinos de autismo —en donde la dificultad de la comunicación es uno de sus principales características—, el grupo liderado por el Dr. Alberto C.S. Costa acaba de publicar sus primeros resultados que ahora comentaremos.

Los ratones son capaces de emitir vocalizaciones ultrasónicas (VUS) en rangos de una particular frecuencia, que después provocan pequeñas sacudidas en las orejas y movimientos en las vibrisas (pelos rígidos del bigote) de los ratones con los que interactúan: hay, por tanto, emisión y hay también respuesta a dicha emisión. De hecho, las VUS disparan fuertes respuestas microfónicas en la cóclea del oído interno del animal receptor, seguidas de respuestas eléctricas en el colículo inferior. Esta información alcanza posteriormente a la corteza auditiva del ratón, y finalmente las señales funcionan como potentes estímulos que llegan a diversos subcampos de la corteza. Es decir, como sucede en el cerebro humano, las emisiones vocales de un ratón provocan neuroadaptaciones en el ratón "interlocutor" que inducirán su futura respuesta (acción). Parece, pues, que humanos y ratones usan parecidos mecanismos psicoacústicos para descodificar y percibir los sonidos comunicadores propios de cada especie, concentrándose las emisiones en el hemisferio cerebral izquierdo.

Los ratones no sólo disponen de un sustrato para emitir y procesar las VUS sino que también las utilizan con sentido e intención, como adultos, para influir sobre la conducta de sus congéneres. Esto se ha comprobado, por ejemplo, en situaciones de complicidad como puede ser una situación de cortejo entre macho y hembra.

Si en modelos murinos de autismo se ha demostrado la presencia de anomalías en las emisiones VUS, ¿qué sucederá en un modelo murino de síndrome de Down como es el ratón Ts65Dn? Para ello los investigadores analizaron las emisiones VUS de 22 ratones macho adultos normales (euploides) y 22 ratones Ts65Dn (trisómicos) en situaciones de cortejo ante ratones hembra normales (euploides). Se sabe muy bien que en estas situaciones los machos emiten ricas secuencias de VUS, en forma de "cantos". Al analizarlas con las debidas técnicas, se llega a distinguir lo que se podría considerar como sílabas, fraseos, cambios de tono, ondulaciones, etc., que no es posible detallar en este momento. Se suelen diferenciar en "vocalización" (unidad de sonido), "llamada" (secuencias ordenadas de sonidos separadas por breves intervalos de silencio) y "sílaba" (unidades de sonido separadas por intervalos de silencio); una llamada puede estar compuesta por varias sílabas. Las sílabas adoptan varias formas que han sido categorizadas. Se miden diversos parámetros: número total de emisiones, los tiempos totales, duración de cada emisión, tonos, amplitud de frecuencias, ondulaciones, etc.

Resultados

Los ratones control emitieron un total de 11.723 "llamadas" frente a las 7.125 de los trisómicos. El trabajo de investigación es muy técnico en el análisis comparado de las diversas secuencias y formas de VUS. Señala que el pico de frecuencias máximas y mínimas (medidas en mHz) de las "llamadas" fue significativamente más bajo en los trisómicos que en los controles, mientras que la duración individual media de algunos de los tipos de sílabas fue mayor. Los trisómicos mostraron también frecuencias fundamentales de sílabas cortas significativamente más bajas que las de los controles. Fue también menor el número de vocalizaciones complejas, es decir, las que consistían en picos múltiples de frecuencias. En definitiva, hubo diferencias entre los dos grupos de ratones en algunas de las emisiones pero no en todas, una vez que iniciaron el cortejo ante la hembra. Lo difícil está en interpretar esas diferencias de una manera que tenga cierto significado en términos de comunicación, y más difícil todavía, si se quiere transferir a términos de comunicación humana.

Si uno considera que cada sílaba es funcionalmente análoga a una palabra humana, se podría interpretar que la menor aparición de vocalizaciones complejas sería equivalente a la menor longitud de las emisiones que se aprecian en el síndrome de Down, un hecho firmemente comprobado en su lenguaje expresivo. Pero también, si cada una de estas estructuras multisilábicas son consideradas como versiones primitivas de las "palabras" humanas individuales, entonces las USV menos complejas que se observaron en los ratones Ts65Dn podrían representar una intrigante correspondencia con los trastornos de fluidez lingüística que aparece en un amplio porcentaje de personas con síndrome de Down.

Otro aspecto a considerar es la voz de las personas con síndrome de Down. Cuando hace años se analizó el espectro de frecuencias que determinaba la calidad de la voz de estas personas, se apreciaron frecuencias fundamentales más bajas que en el resto de la población (voz con tono bajo, ronco). Esas bajas frecuencias se apreciaron también en los ratones Ts65Dn. Esto no se ha confirmado en estudios más recientes sobre la voz, quizá como consecuencia de una mejor y más temprana intervención logopédica.

COMENTARIO

Destacan en este trabajo dos aspectos fundamentales. El primero, el esfuerzo por abordar un problema importante en el síndrome de Down desde el terreno experimental, a sabiendas de la complejidad y atrevimiento que significa el relacionar el lenguaje en dos especies tan distantes como son el ratón y la especie humana. El segundo, el panorama que se abre para, a partir de un modelo manipulable y analizable en todas sus posibilidades, profundizar en los mecanismos por los que el lenguaje es tan vulnerable en el síndrome de Down. Se pueden analizar en el modelo animal con gran precisión las características de los órganos fonatorios y de la hipotonía muscular, la relación entre problemas acústicos y emisiones vocálicas, la evolución de dichas emisiones a lo largo de la vida, la influencia que los posibles remedios farmacológicos que se van ensayando para mejorar la capacidad cognitiva puedan tener sobre las habilidades vocálicas.

Es muy gratificante comprobar cómo el ingenio humano va profundizando cada vez más en la exploración de áreas cada vez más complejas dentro del síndrome de Down. Pero estas realidades no sólo se limitan a este síndrome. Sabemos que experimentos de este tipo se están realizando en modelos de ratón de otras discapacidades como es el autismo. Cuanto más se generalicen, mayor será la información que se reúna y mayores serán los beneficios para todos.