Sin cerebro y con una talla de apenas un centímetro, las medusas son capaces de utilizar su visión y sensores para superar obstáculos, lo que demuestra que incluso los sistemas nerviosos simples pueden aprender basados en la experiencia, una proeza desconocida hasta ahora.
Las medusas pueden aprender de la experiencia, de manera similar a los humanos u otras criaturas complejas, esto lo ha demostrado ahora un equipo de biólogos de la Universidad de Kiel (CAU) y la Universidad de Copenhague.
El equipo entrenó a las medusas del Caribe (Tripedalia cystophora) para aprender a detectar y esquivar obstáculos. El estudio muestra que incluso los sistemas nerviosos simples son capaces de una forma avanzada de aprendizaje.
Esto puede indicar que las raíces evolutivas del aprendizaje y la memoria son más antiguas de lo que se pensaba anteriormente. Es posible que fueran una de las ventajas evolutivas más importantes de las criaturas con sistemas nerviosos desde el principio. El estudio se publicó este viernes 22 de septiembre en la revista Current Biology.
La medusa no es más grande que una uña, tiene una estructura muy simple y solo tiene unas pocas células nerviosas. Sin embargo, tiene un sistema visual complejo con 24 ojos. Los utiliza para guiar a través de las aguas turbias de los pantanos de manglares del Caribe, cazar pulgas de agua y evitar las raíces de los árboles submarinos.
“Aunque son animales tan simples, tienen una impresionante capacidad visual que utilizan para cambiar su comportamiento”, dice el Dr. Jan Bielecki, del Instituto de Fisiología de la Universidad de Kiel. Con ello, describe el atractivo científico de estas criaturas. Señala cómo los sistemas nerviosos tan simples son capaces de aprender y lo que se puede transferir de la naturaleza a áreas técnicas como la robótica.
Bielecki y sus colegas de la Universidad de Copenhague han demostrado por primera vez que las medusas de caja pueden adquirir la capacidad de evitar obstáculos a través del aprendizaje asociativo. Esto significa que un organismo cambia su comportamiento o actitud en función de una experiencia que ha tenido.
“Esta es una forma de aprendizaje más alta de lo que cabría esperar de una criatura así”, dice Bielecki, que entrena a las medusas en su laboratorio. Desde un punto de vista evolutivo, las medusas se encuentran entre los primeros animales en tener un sistema nervioso.
“Si estos animales ya son capaces de aprender, podría ser una capacidad básica de las neuronas o las redes neuronales. Esto sugiere que ha existido desde el comienzo de la evolución y, por lo tanto, antes de lo que se suponía anteriormente en la investigación”.
Para sus experimentos, el equipo de investigación simuló el hábitat natural de la medusa con un tanque de agua y rayas grises y blancas en la pared interior. Las rayas grises representan las raíces del manglar que las medusas quieren evitar, las rayas blancas representan el entorno acuático. La medusa de caja utiliza contrastes de color para percibir las distancias espaciales, por lo que los investigadores variaron los contrastes durante el experimento.
Al comienzo del experimento, las medusas a menudo golpearon las raíces simuladas en la pared del tanque. Pero después de solo unos minutos, ya habían aumentado su distancia promedio de la pared en aproximadamente un 50 por ciento y solo se topaban con ellos la mitad de frecuencia.
“Estos resultados sugieren que las medusas pueden aprender combinando experiencias de estímulo visual y mecánico”, dice Anders Garm, profesor de Biología Marina de la Universidad de Copenhague, Dinamarca.
“Nos sorprendió mucho lo rápido que aprendieron estas medusas”, dice Bielecki. Esto se debe principalmente al hecho de que los investigadores trabajaron con el comportamiento natural de los animales. Evitar obstáculos es algo que las medusas saben de su vida cotidiana; es un comportamiento “significativo” para ellos.
“Aprender significa combinar algo nuevo con algo familiar. Esto hace que el aprendizaje sea un proceso muy individual”. En biología, también se le llama “SSDR”, reacción de defensa específica de la especie, cuando se le corresponde a un comportamiento muy específico de la especie.
“El hecho de que las medusas cúbicas puedan reconocer patrones con tan pocas células nerviosas la convierten en un organismo modelo ideal para nuestra investigación”, dice el portavoz del CRC, el profesor Hermann Kohlstedt, de la Universidad de Kiel.
El objetivo del proyecto de investigación a gran escala es desarrollar hardware como circuitos electrónicos que se puedan utilizar para el reconocimiento de patrones, por ejemplo. “Hasta ahora, esto se ha hecho usando software informático, que consume mucha energía. Pero sabemos por la naturaleza y la evolución que hay formas mucho más eficientes energéticamente de procesar la información”. N
