¿Juegan los peces?

Los mejores días para los científicos son muy escasos: esos días en los que logras publicar un paper.

Es muchísimo trabajo. Soy un científico independiente que fundó una empresa de hardware de neurociencia, y por lo mismo, no puedo publicar con la misma frecuencia que mis colegas académicos o alumnos de posgrado. Piensa que los autores más prolíficos publican más de 72 papers por año, aunque el promedio en general es 2. Yo por mi parte, he publicado 19 en los últimos 20 años, y siempre me parece un buen motivo para celebrar.

El último que publicamos salió el 30 de junio y lo quiero destacar por su rapidez: desde que tuvimos la idea del experimento hasta su publicación pasaron 15 meses. Pero también por lo sencillo que es: las únicas herramientas que usamos fueron punteros láser que se pueden comprar por la calle y acuarios en tiendas de mascotas, lo que hace que el experimento sea muy fácil de replicar. Además, es intrigante el tema: ¿Los peces juegan?

Al principio era un proyecto de Inteligencia Artificial. Queríamos analizar videos de peces para identificar evidencia de juego con objetos que hay en el acuario. Queríamos replicar un caso de peces que atacan un termómetro que cuando se enchueca vuelve a su posición, como un mono porfiado. Pero el software, llamado Deep Lab Cut y que se trabaja con las entrañas de UNIX, era demasiado desafiante. Mientras estábamos intentando entender cómo usar el programa, tuvimos una idea en medio de esos intentos fallidos: comprar punteros láser. Queríamos observar el comportamiento de distintas especies de peces en relación a la luz, para ver si reaccionaban parecido a los gatos.

Puedes ver algunos ejemplos aquí,

La respuesta de algunos peces fue tan llamativa que no fue necesario usar Inteligencia artificial para avanzar en la investigación.

La autora principal del paper, Sofia, anotaba en su cuaderno los resultados que veía en siete acuarios distintos.

Las mediciones que hacía cuando usaba los punteros láser eran, en primer lugar, qué colores preferían los peces (rojo, verde y/o  azul) y luego el tipo de preferencia:

1) cero, nada;

2) bajo (solo un cambio de dirección momentánea del pez);

3) moderado (perseguir la luz láser por menos de cinco segundos); y

4) alto (seguir el láser por más de cinco segundos).

Image Description

Figura 3 del paper. Izquierda: Un “white-spotted cichlid” (Tropheus duboisi) siguiendo un láser rojo. Derecha: Un grupo de barbo tigres (Puntigrus tetrazona) y un pez dorado (Carassius auratus) también siguiendo un láser rojo (el doble punto es solo debido a la reflexión del vidrio del acuario)


Analizamos 66 especies de peces y encontramos que >80% de los peces sí respondían al puntero láser (15 peces en nivel bajo, 28 en moderado, 15 en alto). La mayoría prefirió el color rojo, aunque algunos el azul o verde–sí, los peces pueden ver colores, esa fue la primera pregunta que me hicieron mi padre y mi hermana cuando leyeron el paper–.

Nos demoramos 10 semanas en extraer todos los datos y a finales de agosto del 2021 nos pusimos a escribir el artículo.

¿Qué es el juego en los animales?

En la cultura pop de la ciencia, son clásicos los videos  de pájaros y mamíferos que juegan (hay varios videos chistosos que pueden ver aquí). Pero la literatura científica sobre el juego en otras clases de vertebrados como los reptiles, anfibios, y los peces es mucho más escasa, a pesar de que existen algunos ejemplos bien documentados, como el de los pulpos.

Hay una hipótesis que dice que el juego es importante para el desarrollo cognitivo y el aprendizaje motor. En nuestro artículo queríamos analizar el comportamiento de los peces y discutir si lo que observamos podría ser considerado “juego.”

Para saber si un comportamiento en animales es o no un juego, se puede seguir los 5 principios de Burghardt. Estos plantean que una actividad es un juego si: 1) no es funcional, 2) es espontánea y voluntaria, 3) es diferente de otros comportamientos más serios, 4) se repite pero no de forma estereotipada y 5) sucede en un contexto sin estrés.

En el caso de nuestros peces, perseguir el láser no parece contribuir ni a la sobrevivencia ni tener ninguna función inmediata (1); los peces no fueron forzados o entrenados para interactuar con el láser (2); después de un tiempo los peces perdían el interés, lo que muestra que no es un comportamiento estereotipado (4); y por último, los peces estaban bien mantenidos, por lo que no había estrés (5).

Eso sí, el punto (3) es el más difícil de probar: ¿tal vez los peces estaban investigando el láser para saber si era comida o un peligro? Habría que hacer algunos estudios más para confirmar o descartar esta idea.

¿Nuestra conclusión? En la ciencia, la respuesta muchas veces es un poco ambigua: quizás, pero hay que hacer más investigaciones. Sobre todo desarrollar un sistema donde los peces puedan prender el láser ellos mismos para tener más evidencia de si el comportamiento realmente es un juego. ¿Quién va a hacer este experimento? Sigan leyendo queridos lectores.

He pensado mucho en la divulgación científica. No solo en llevar la ciencia a un público más amplio, sino también que incluso ese público no estrictamente profesional pueda publicar y agregar algo al “registro científico”. Normalmente, solo personas talentosas de pregrado en sus últimos años de estudio, los alumnos de posgrados, los post-docs, y los profesores universitarios escriben papers.

Tal vez, esto no debería ser así. Por lo general, si un experimento está bien diseñado y el equipo está investigando algo interesante, el proceso de coleccionar la data no necesitaría ser tan largo y no requiere años y años de educación.

El problema es que sí necesitas años y años de educación para aprender cómo leer el registro científico–nuestra publicación tiene 37 referencias (y no es mucho para un paper)–. Además, para que las referencias tengan sentido y entender quién ha hecho qué y dónde cabe tu trabajo en todo esto, se necesita mucho tiempo y dedicación.

Por eso  las personas hacen posgrados: para aprender cómo leer y contextualizar los papers (y también tener acceso a equipo, pero ese es otro tema).

Yo creo que es posible que los aficionados y alumnos del colegio puedan publicar papers (y es el sueño y meta de nuestro equipo). Pero hay que colaborar con un científico profesional para la escritura. Normalmente, en una primera publicación, el autor principal colecciona los datos, prepara las figuras, e incluso ayuda en la redacción. Sin embargo, es el jefe/profesor quien escribe la mayor parte del artículo, porque puede entender la literatura.

Mi primer paper fue así: preparé un borrador, mi profesor borró todo y escribió el manuscrito completo de nuevo, solo usando mis figuras. Fue medio chistoso en verdad, porque me di cuenta de que mi versión era muy “básica”, casi tierna, como un niño intentando usar las herramientas de su abuelo.

Por eso estamos planeando un experimento. Queremos publicar con un colegio en Santiago, colaborando con los alumnos de segundo y tercero medio. Estamos recolectando datos sobre las señales eléctricas en plantas, y tres científicos de nuestro equipo manejan el análisis y escriben el contexto del estudio. Si funciona, te contaremos más detalles por este mismo medio.

Y recuerda lo que siempre decimos: hay muchos tipos de ciencia que no necesitan equipos caros o software difícil de usar, solo se necesita curiosidad, creatividad, y motivación. ¡Vamos!

Puedes revisar el paper en este link.

Agradecimientos:

(Tim) el año pasado, el equipo de mi empresa Backyard Brains, estuvo trabajando 3 meses con practicantes de universidades de distintos lugares de  E.E.U.U. y un estudiante del Líbano para hacer distintas investigaciones. De esa colaboración nació este estudio sobre los peces en el que participaron cuatro personas: una universitaria de neurociencia de Eastern Michigan University, un colega alemán de Max Plank en München, Alemania, mi co-fundador y socio, y yo.

(equipo Fintualist) La imagen de la portada fue creada con la inteligencia artificial Dall-E. Muchas gracias al científico Gonzalo Mena por prestarnos la herramienta que no está abierta al publico (solo la tienen personas que han recibido invitaciones).







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