Las medusas aprenden de experiencias pasadas sin cerebro central
Las medusas pueden aprender de experiencias pasadas como los humanos, los ratones y las moscas, incluso sin contar con un cerebro central, una primicia publicada en la revista 'Current Biology'.
Los autores de la investigación entrenaron a cubomedusas -medusas de forma cúbica- del Caribe ('Tripedalia cystophora') para que aprendieran a detectar y esquivar obstáculos. El estudio cuestiona la idea de que el aprendizaje avanzado requiere un cerebro centralizado y arroja luz sobre las raíces evolutivas del aprendizaje y la memoria.
Estas aparentemente sencillas medusas, del tamaño de una uña, poseen un complejo sistema visual con 24 ojos incrustados en su cuerpo acampanado. Viven en manglares y utilizan su visión para navegar por aguas turbias y sortear las raíces de los árboles para atrapar a sus presas.
Los científicos demostraron que las jaleas podían adquirir la capacidad de evitar obstáculos mediante el aprendizaje asociativo, un proceso por el que los organismos forman conexiones mentales entre estímulos sensoriales y comportamientos.
"El aprendizaje es el rendimiento máximo de los sistemas nerviosos ---afirma el primer autor, Jan Bielecki, de la Universidad de Kiel (Alemania)--. Para enseñar con éxito un nuevo truco a las medusas, dice, "lo mejor es aprovechar sus comportamientos naturales, algo que tenga sentido para el animal, de modo que alcance todo su potencial".
El equipo vistió un tanque redondo con rayas grises y blancas para simular el hábitat natural de la medusa, con las rayas grises imitando las raíces de los manglares que parecerían lejanas. Observaron a la medusa en el tanque durante 7,5 minutos.
Al principio, la medusa nadaba cerca de estas rayas aparentemente lejanas y chocaba con ellas con frecuencia. Pero al final del experimento, la medusa aumentó su distancia media a la pared alrededor de un 50%, cuadruplicó el número de giros con éxito para evitar la colisión y redujo su contacto con la pared a la mitad. Los resultados sugieren que las medusas pueden aprender de la experiencia mediante estímulos visuales y mecánicos.
"Si se quieren entender estructuras complejas, siempre es bueno empezar por lo más sencillo posible --comenta Anders Garm, autor principal del estudio y profesor de la Universidad de Copenhague (Dinamarca)--. Observando estos sistemas nerviosos relativamente sencillos de las medusas, tenemos muchas más posibilidades de entender todos los detalles y cómo se unen para realizar comportamientos".
A continuación, los investigadores trataron de identificar el proceso subyacente del aprendizaje asociativo de las medusas aislando los centros sensoriales visuales del animal, denominados rhopalia. Cada una de estas estructuras alberga seis ojos y genera señales de marcapasos que rigen el movimiento pulsátil de la medusa, cuya frecuencia aumenta cuando el animal se desvía de los obstáculos.
El equipo mostró al rhopalium inmóvil barras grises en movimiento para imitar el acercamiento del animal a los objetos. La estructura no respondió a las barras grises claras, interpretándolas como lejanas. Sin embargo, después de que los investigadores entrenaran a los rhopalia con una débil estimulación eléctrica cuando las barras se acercaban, empezó a generar señales de esquiva de obstáculos en respuesta a las barras grises claras.
Estos estímulos eléctricos imitaban los estímulos mecánicos de una colisión. Los resultados demostraron además que la combinación de estímulos visuales y mecánicos es necesaria para el aprendizaje asociativo en las medusas y que el rhopalium sirve como centro de aprendizaje.
El equipo tiene previsto profundizar en las interacciones celulares del sistema nervioso de las medusas para desentrañar la formación de la memoria. También tienen previsto entender mejor cómo funciona el sensor mecánico de la campana para hacerse una idea completa del aprendizaje asociativo del animal.
"Es sorprendente lo rápido que aprenden estos animales; más o menos al mismo ritmo que los animales avanzados --comenta Garm--. Incluso el sistema nervioso más simple parece ser capaz de realizar un aprendizaje avanzado, y esto podría resultar ser un mecanismo celular extremadamente fundamental inventado en los albores de la evolución del sistema nervioso".
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