La medusa sin cerebro muestra la capacidad de aprender

En las soleadas aguas de los manglares del Caribe, diminutas medusas entran y salen de la sombra. Las medusas de caja se distinguen de las medusas verdaderas en parte por su complejo sistema visual: los depredadores del tamaño de una uva tienen 24 ojos. Pero al igual que otras medusas, no tienen mente y controlan sus cuerpos en forma de cubo a través de una red distribuida de neuronas.

Resulta que esta red es más compleja de lo que se podría suponer. El viernes, los investigadores publicaron un informe. En la revista Current Biology Lo que indica que la medusa caja del tipo Tripedalia Cystophora tiene la capacidad de aprender. Debido a que las medusas de caja se separaron de nuestra parte del reino animal hace mucho tiempo, comprender sus capacidades cognitivas podría ayudar a los científicos a rastrear la evolución del aprendizaje.

La parte difícil de estudiar el aprendizaje en una caja de gelatina fue encontrar un comportamiento cotidiano que los científicos pudieran entrenar a las criaturas para que realizaran en el laboratorio.

Anders Jarm, biólogo de la Universidad de Copenhague y autor del nuevo artículo, dijo que su equipo decidió centrarse en la rápida rotación que hacen los tarros de gelatina cuando están a punto de golpear la raíz del manglar. Estas raíces se elevan a través del agua como torres negras, mientras que el agua que las rodea palidece en comparación. Pero la discrepancia entre los dos puede cambiar día a día, ya que el limo bloquea el agua y dificulta saber qué tan lejos está la raíz. ¿Cómo pueden las bolsas de gel avisarnos cuando nos estamos acercando demasiado?

«La hipótesis era que necesitaban aprender esto», dijo el Dr. Jarm. «Cuando regresan a estos hábitats, tienen que aprender: ‘¿Cómo es la calidad del agua hoy? ¿Cómo está cambiando la variabilidad hoy?’

En el laboratorio, los investigadores produjeron imágenes de líneas claras y oscuras alternas, que representan raíces de manglares y agua, y las usaron para revestir el interior de cubos de aproximadamente seis pulgadas de ancho. Cuando las líneas eran completamente blancas y negras, representando la claridad óptima del agua, el paquete de gel nunca se acercó a las paredes del cubo. Sin embargo, con menos contraste entre las líneas, los paquetes de gel comenzaron a chocar con ellas inmediatamente. Esta era la oportunidad para que los científicos vieran si aprenderían.

Después de algunas colisiones, las cajas de gelatina cambiaron su comportamiento. Menos de ocho minutos después de alcanzar el cubo, nadaban al 50 por ciento del patrón en las paredes, y el número de veces que habían realizado la maniobra de giro casi se había cuadriplicado. Parecen asociar las líneas que tienen delante con la sensación de colisión.

En el futuro, los investigadores extrajeron neuronas visuales de medusas de caja y las estudiaron en un plato. A las células se les mostraron imágenes de rayas mientras recibían un pequeño pulso eléctrico que representaba la colisión. En unos cinco minutos, las células comenzaron a enviar la señal que haría que toda la medusa girara.

«Es sorprendente ver lo rápido que aprenden», dijo Jan Bielecki, investigador postdoctoral en el Instituto de Fisiología de la Universidad de Kiel en Alemania, quien también es autor del estudio.

Los investigadores que no participaron en el estudio describieron los resultados como un importante paso adelante en la comprensión de los orígenes del aprendizaje. «Esta es sólo la tercera vez que el aprendizaje asociativo se ha demostrado de manera convincente en los cnidarios», un grupo que incluye anémonas de mar, hidras y medusas, dijo Ken Cheng, profesor de la Universidad Macquarie en Sydney, Australia, que estudia animales. «Esta es la exhibición más sorprendente, llena de datos fisiológicos».

Los hallazgos también sugieren que las medusas de caja poseen cierto nivel de memoria a corto plazo, porque pueden cambiar su comportamiento basándose en experiencias previas, dijo Michael Abrams, investigador postdoctoral de la Universidad de California, Berkeley, que estudia la neurociencia del sueño de las medusas. Se pregunta cuánto tiempo recuerda la caja de gelatina lo que aprendieron. Si se los saca del tanque durante una hora y luego se los vuelve a meter, ¿tienen que aprender qué hacer de nuevo?

En trabajos futuros, los investigadores esperan identificar las células específicas que controlan la capacidad de la medusa de caja para aprender de la experiencia. El Dr. Jarm y sus colegas sienten curiosidad por los cambios moleculares que ocurren en estas células cuando los animales integran nueva información en su comportamiento.

También se preguntan si la capacidad de aprender es universal entre las neuronas, independientemente de si forman parte del cerebro. Esto puede explicar su extraña persistencia en el árbol de la vida.

«Hay sistemas de órganos que van y vienen todo el tiempo», dijo el Dr. Jarm. «Pero los sistemas nerviosos, una vez allí, rara vez vuelven a desaparecer».

Quizás la capacidad de aprender sea una de las razones por las que se quedan aquí.