La física del canto de aves

Esta tesis está dedicada al análisis y modelado de los mecanismos físicos de la fonación en el órgano vocal de las aves canoras, la siringe. Algunas aves son popularmente conocidas por su capacidad de imitar sonidos. Se trata de todas las especies del suborden Oscinos (aves canoras), más los loros y los colibríes. Más allá del hecho curioso, la gran cantidad de similitudes entre la adquisición del habla en humanos y el aprendizaje del canto convierte a estas aves en un modelo invaluable para estudiar los mecanismos neuronales del habla en particular, y de aprendizaje y control motor de un comportamiento complejo en general. Entender cómo el cerebro del ave organiza las acciones motoras del canto es una motivación central en dicho programa. El vínculo entre actividad neuronal y comportamiento observado lo establece la siringe, el aparato vocal de las aves. La siringe en Oscinos produce sonido por vibración de los labia (tejidos móviles análogos a las cuerdas vocales humanas); es un dispositivo mecánico que muestra una riquísima variedad de soluciones oscilatorias. La comprensión de los mecanismos físicos de la fonación es de fundamental importancia para establecer el mapa de control motor y evaluar posibles restricciones a nivel periférico. En esta tesis presentamos un modelo matemático de fonación en aves canoras cuyos parámetros tienen estrecha relación con parámetros fisiológicos relevantes, como actividad muscular y presión del saco aéreo. Este modelo está basado en un detallado conocimiento de la función de diferentes estructuras en la siringe, gracias a recientes mediciones electrofisiológicas in vivo. Proponemos además que una gran variedad de vocalizaciones pueden interpretarse en términos de dos gestos motores cíclicos básicos: la presión del saco aéreo y la tensión de los labia. El parámetro clave para generar sílabas diversas es el desfasaje entre los gestos motores propuestos. El incipiente estudio de sonidos complejos en aves (frecuencias subarmónicas, espectros anarmónicos y saltos de frecuencia, por ejemplo) dió por tierra con la idea tácitamente aceptada de que hay una relación directa entre las instrucciones neuronales y las propiedades acústicas del sonido emitido. Los orígenes físicos de la complejidad, sin embargo, distan de ser entendidos completamente. Aquí presentamos un modelo que permite estudiar el acople acústico entre fuente sonora y tracto vocal, así como la interacción acústica entre las dos fuentes sonoras presentes en la siringe. Mostramos que el acople acústico y la realimentación acústica retrasada son posibles causas de sonidos complejos en un sonograma, y proponemos experimentos sencillos para evaluar los orígenes de la complejidad en el canto de algunas aves. Por último, la idea de los gestos motores nos da un marco para analizar el sorprendente canto a dúo del hornero. Más allá de la física del aparato fonador, la hipótesis de los gestos motores nos permite intuir comportamientos no lineales en los centros neuronales que controlan el canto. Este resultado es una de las pocas evidencias de sincronización de ritmos corporales en animales intactos.

Bibliographic Details

Main Author:	Laje, Rodrigo
Other Authors:	Mindlin, Gabriel B.
Format:	info:eu-repo/semantics/doctoralThesis biblioteca
Language:	spa
Published:	Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Subjects:	CANTO DE AVES, FISICA DE LA SIRINGE, CONTROL MOTOR, BIRDSONG, PHYSICS OF THE SYRINX, MOTOR CONTROL,
Online Access:	http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n3860_Laje http://repositoriouba.sisbi.uba.ar/gsdl/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=aextesis&d=tesis_n3860_Laje_oai
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