Higher rewards lead to more accurate flower detection and increased contrast sensitivity in the bumblebee Bombus terrestris

Los animales son constantemente bombardeados por una avalancha de información sensorial. Un solo momento contiene el crujido de las hojas, el aroma de la lluvia, el destello de un depredador y el color de una flor distante. Para sobrevivir, las criaturas no pueden procesar cada detalle a la vez; deben filtrar el ruido y concentrarse en lo que importa. En el reino animal, este proceso de filtrado se conoce como atención. Los científicos generalmente dividen la atención en dos tipos. El primero es una reacción reflexiva ante algo repentino o brillante, como un destello de luz que atrae instantáneamente tus ojos. El segundo es un proceso interno más deliberado donde un animal enfoca sus sentidos basándose en lo que ha aprendido que es valioso. Si un pájaro sabe que un tipo específico de baya es la más dulce, puede sintonizar su visión para detectar esa baya más fácilmente, incluso si está escondida en las sombras. Esta capacidad de usar recompensas pasadas para agudizar la percepción actual está bien documentada en humanos y otros vertebrados, pero ha sido un misterio si los insectos, con sus cerebros diminutos, poseen una herramienta cognitiva similar.

Un equipo de investigadores se propuso responder a esta pregunta estudiando el abejorro, Bombus terrestris. Querían ver si estos insectos podían usar la memoria de una buena comida para agudizar su visión, aumentando efectivamente el "contraste" del mundo a su alrededor para encontrar las mejores flores. Para probar esto, construyeron una arena de forrajeo controlada donde las abejas debían encontrar recompensas de azúcar ocultas. La configuración consistía en una pantalla de computadora que mostraba círculos verdes que representaban flores. Debajo de la pantalla, los investigadores colocaron pequeñas plataformas donde las abejas podían aterrizar para beber. El experimento dependía de una variable simple pero poderosa: la calidad de la recompensa. Un grupo de abejas fue entrenado para encontrar objetivos que ofrecían una solución de azúcar rica y de alta concentración, mientras que un segundo grupo fue entrenado con una mezcla de azúcar mucho más débil y menos satisfactoria. Los investigadores razonaron que las abejas que esperaban la recompensa más rica estarían más motivadas, y si poseían una forma de atención descendente (top-down), esta motivación haría su visión más aguda, permitiéndoles detectar los objetivos incluso cuando las imágenes fueran tenues o de bajo contraste.

Los resultados confirmaron que las expectativas de las abejas, de hecho, cambiaron cómo veían el mundo. Cuando los objetivos en la pantalla se presentaron con un contraste muy bajo —haciendo que fueran difíciles de distinguir del fondo oscuro— las abejas que habían sido entrenadas con la solución de azúcar de alta recompensa fueron significativamente mejores en encontrarlos. Eligieron las ubicaciones correctas con más frecuencia y lo hicieron más rápido que las abejas entrenadas con el azúcar más débil. Los investigadores midieron el punto exacto en el que las abejas ya no podían ver los objetivos, conocido como el umbral de contraste. Encontraron que el grupo de alta recompensa podía detectar los objetivos en un nivel de visibilidad mucho menor que el grupo de baja recompensa. Esto sugiere que las abejas no solo estaban trabajando más duro; sus cerebros estaban ajustando activamente su sensibilidad visual, de forma similar a como una cámara aumenta su sensibilidad en condiciones de poca luz, para hacer que los objetivos valiosos resaltaran más claramente.

El estudio también exploró cómo los estresores ambientales podrían interrumpir este delicado proceso cognitivo. Los investigadores repitieron el experimento, pero esta vez disolvieron un pesticida agrícola común, el imidacloprid, en las soluciones de azúcar. Este químico es conocido por afectar los sistemas nerviosos de los insectos. Los resultados mostraron que las abejas expuestas al pesticida fueron menos precisas al encontrar los objetivos, independientemente de si estaban en el grupo de alta o de baja recompensa. Sin embargo, a diferencia del efecto de la motivación, el pesticida no pareció ralentizar su tiempo de reacción de la misma manera. Los investigadores sugieren que el pesticida puede estar interfiriendo con las vías neuronales específicas que permiten a las abejas sintonizar su atención, o quizás simplemente reduciendo su impulso general para forrajear. El hecho de que el químico perturbara la capacidad de las abejas para usar sus recompensas aprendidas para agudizar su visión resalta una vulnerabilidad en su sistema cognitivo.

En última instancia, este trabajo proporciona evidencia sólida de que los abejorros poseen un mecanismo cognitivo similar a la atención descendente que se encuentra en los humanos y otros vertebrados. No es solo un reflejo a los colores brillantes; es una estrategia aprendida donde el cerebro utiliza el valor de una recompensa para mejorar la percepción sensorial. Cuando una abeja sabe que una flor vale el esfuerzo, su cerebro la ayuda a ver esa flor más claramente. El estudio también sirve como una advertencia de que los productos químicos creados por el hombre pueden degradar esta sofisticada capacidad, haciendo potencialmente más difícil que las abejas encuentren la comida que necesitan para sobrevivir. Al mostrar que un diminuto insecto puede usar su memoria para cambiar cómo ve el mundo, la investigación profundiza nuestra comprensión de la mente de los insectos y de la fragilidad de los sistemas que la sustentan.