Actualización de un objetivo allocéntrico a partir de recuerdos visuales egocéntricos lateralizados

Cómo cerebros diminutos resuelven un gran problema de navegación

Las hormigas atraviesan rutinariamente desiertos sin rasgos y bosques densos, dejan comida atrás y luego regresan a casa con una precisión asombrosa. Este estudio se pregunta cómo cerebros tan pequeños logran una tarea que todavía desafía a nuestros robots sin GPS: combinar lo que un animal ve desde su propio punto de vista con un sentido estable de dirección ligado al mundo exterior. Al descubrir cómo las hormigas convierten instantáneas parciales del paisaje en un rumbo interno fiable, el trabajo arroja luz sobre principios generales de navegación que pueden aplicarse mucho más allá de los insectos, desde otros animales hasta máquinas autónomas.

Mirar de lado para encontrar el camino

Durante años, los investigadores supusieron que los insectos navegantes memorizan la vista directa al frente cuando salen del nido o de un comedero, y luego reconocen esa misma vista para saber que “el hogar está delante”. Pero experimentos de campo con dos especies de hormigas muy diferentes revelan un giro sorprendente: las hormigas dependen de recuerdos formados mientras miran hacia los lados, no directamente hacia su objetivo. Usando un sistema de bola rodante en el hábitat natural de las hormigas, los autores fijaron a las hormigas que volvían al nido en diversas orientaciones corporales y midieron cómo intentaban girar. Sin importar cómo se girase su cuerpo, cuando la escena circundante era familiar, las hormigas giraban hacia la dirección correcta de la ruta. Incluso cuando enfrentaban exactamente hacia o exactamente en sentido contrario a casa, su comportamiento se describía mejor como elegir “izquierda” o “derecha”, no “ir recto”. Esto muestra que reconocer una vista familiar indica a la hormiga si la ruta se encuentra a su izquierda o a su derecha, en lugar de simplemente señalar que el objetivo está justo delante.

Mezclar hitos con una brújula solar

La siguiente pregunta fue cómo se usan estas señales de izquierda–derecha para gobernar la dirección. Una posibilidad es que reconocer una vista lateral familiar desencadene directamente a las patas para girar en esa dirección. La alternativa es un proceso en dos etapas: los recuerdos visuales primero actualizan un rumbo deseado interno, que luego se compara con información del sol y otras pistas celestes para producir el giro. Para distinguir entre estas opciones, los investigadores reflejaron la posición aparente del sol 180 grados mientras las hormigas estaban sobre la bola rodante en entornos familiares. Cuando el sol se invirtió, las hormigas invirtieron inmediatamente su dirección de giro preferida, pero solo cuando la escena del suelo era familiar. Esto indica que los recuerdos visuales laterales no impulsan directamente el giro; en cambio, fijan una dirección deseada que es leída por un sistema central de “brújula”, el cual a su vez controla los movimientos de la hormiga.

Un centro cerebral que integra pistas de izquierda y derecha

El equipo pasó luego a modelos computacionales basados en la conectividad conocida del cerebro de los insectos. En las hormigas, se piensa que los recuerdos visuales a largo plazo residen en estructuras llamadas cuerpos de las setas (mushroom bodies), mientras que una región central del cerebro conocida como complejo central alberga una brújula interna y una representación de la dirección objetivo actual. El modelo asume que cada hemisferio cerebral recibe señales más fuertes cuando la hormiga está orientada ligeramente hacia un lado del objetivo verdadero. Estas entradas desiguales de izquierda y derecha actualizan una dirección objetivo almacenada en el complejo central, que luego se compara con la orientación de la brújula actual para generar giros a la izquierda o a la derecha. Dado que el reconocimiento visual real es ruidoso y solo funciona a ciertos ángulos de mirada, las entradas al modelo se hicieron intermitentes e imprecisas. Aun así, el agente simulado produjo rutas estables y rectas siempre que las señales izquierda y derecha coincidieran aproximadamente con “el objetivo está a tu izquierda” y “el objetivo está a tu derecha”. Si estas asociaciones se invertían, el modelo seguía de forma fiable la ruta en la dirección equivocada, tal como predicen los experimentos de inversión del sol.

Cuando el cielo miente, el suelo te vuelve a encaminar

Para probar aún más el modelo, los investigadores simularon lo que ocurre cuando la brújula interna se desplaza de repente mientras una hormiga camina por su ruta familiar. Compararon esto con hormigas reales cuya vista del sol fue rotada 135 grados mediante espejos. Tanto en la simulación como en el campo, las hormigas se desviaron brevemente, luego curvaron de nuevo hacia la trayectoria correcta y finalmente caminaron rectas otra vez tras un corto periodo de deambulación. En el modelo, este comportamiento surge porque la antigua dirección objetivo almacenada en el complejo central se solapa brevemente con la dirección objetivo actualizada ligada a la brújula desplazada, creando un tira y afloja que se resuelve una vez que la traza de la memoria anterior se desvanece. Esta coincidencia estrecha entre modelo y comportamiento refuerza la idea de que la navegación resulta de un diálogo continuo entre el reconocimiento ruidoso de hitos y un rumbo más estable basado en la brújula.

De las sendas de hormigas a principios generales de navegación

En términos sencillos, el estudio muestra que las hormigas no gobiernan la dirección comparando con una fotografía mental perfecta de la escena frente a ellas. En cambio, comparan cuán familiar se ve el mundo cuando están ligeramente a la izquierda o a la derecha de la dirección ideal, alimentan esas señales a un núcleo central de orientación y dejan que una brújula basada en el cielo atenúe el ruido. Este diseño lateral y en dos etapas aparece en especies de hormigas distantes entre sí y hace eco de la idea más amplia de que muchos animales, incluidos los humanos, combinan mapas ligados al punto de vista y mapas centrados en el mundo. Al revelar cómo cerebros compactos convierten instantáneas laterales en un sentido robusto de “a dónde ir”, el trabajo ofrece un plano para construir sistemas de navegación más capaces y eficientes en agentes artificiales.

Cita: Wystrach, A., Le Moël, F., Clement, L. et al. Updating an allocentric goal from lateralised egocentric visual memories. Nat Commun 17, 3594 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-025-67545-3

Palabras clave: navegación de hormigas, memoria espacial, hitos visuales, circuitos neuronales, brújula solar