Un sorprendente hallazgo de medusa desafía lo que se sabe sobre el aprendizaje y la memoria

Suscríbase al boletín científico Wonder Theory de CNN. Explora el universo con noticias de descubrimientos fascinantes, avances científicos y más.

cnn
—

Un nuevo estudio encuentra que las medusas del Caribe, animales que parecen flotar por la vida sin rumbo y sin cerebro central, aún tienen la capacidad de aprender rápidamente y retener información.

El descubrimiento pone patas arriba una idea de larga data de que los organismos no pueden participar en el aprendizaje asociativo sin un sistema nervioso central, según un estudio publicado el viernes en la revista. Biología actual.

Dirigido por estudios Anders Jarmprofesor asociado de biología marina en la Universidad de Copenhague en Dinamarca, es parte de una investigación en curso sobre el comportamiento de las medusas fuera del océano. Instituto de Fisiología de la Universidad de Keele En Alemania.

“Hemos analizado el comportamiento visual y todo tipo de experiencias, y el aprendizaje es simplemente una progresión natural”, dijo el primer autor Jan Bilecki, becario postdoctoral en neuroética visual en la Universidad de Kiele.

Después de años de trabajar con medusas de caja del Caribe, el equipo no se sorprendió al descubrir que los animales podían aprender, pero “fue una sorpresa lo rápido que aprendieron”, dijo Bilecki.

La medusa caja del Caribe, también conocida por el nombre científico Tripedalia Cystophora, tiene 24 ojos, seis en cada uno de los cuatro centros sensoriales visuales llamados rhopalia. El cuerpo gelatinoso de la medusa, conocida como campana por su forma, se magulla con facilidad, un posible inconveniente cuando la criatura se mueve entre las raíces de los manglares del Caribe. Nadar hacia la raíz puede causar daños que provocan una infección bacteriana y, finalmente, la muerte, dijo Bilecki.

“Así que estábamos bastante seguros de que estos animales podían aprender porque (evitar las raíces de los manglares) es un proceso de aprendizaje crucial para ellos si quieren sobrevivir”, dijo.

Para probar la capacidad de aprendizaje de los animales, los investigadores revestiron el interior de un tanque circular con rayas grises y blancas. Las líneas grises de los 24 ojos de la medusa parecerían tan oscuras como la raíz de un manglar distante en su hábitat natural. Durante 7,5 minutos, los investigadores observaron a las medusas para ver si los animales chocaban con las líneas o aprendían a mantener la distancia.

Durante los primeros minutos, las medusas nadaron cerca de las paredes o chocaron contra ellas. Pero a los cinco minutos las cosas cambiaron.

Las medusas recibieron una combinación de estimulación visual de las líneas y estimulación mecánica al chocar contra obstáculos.

“Han aprendido que reciben estos estímulos simultáneamente (y) evitan obstáculos”, dijo Bilecki. “ellos Mayor rendimiento en todos los criterios que medimos para evitar cuellos de botella.

Luego, los investigadores reemplazaron las líneas con un campo gris sólido. La medusa lo golpeó una y otra vez.

“No hubo ninguna señal visual, por lo que no aprendieron nada”, dijo Bilecki. “Seguían chocando contra cosas y no respondían”.

Finalmente, los investigadores llevaron a cabo un experimento neurofisiológico centrado en cómo la rupalia emite una señal eléctrica que impulsa el movimiento pulsante, o contracciones de natación, que realizan las medusas para impulsarse a través del agua. La velocidad de su pulso aumenta drásticamente a medida que se mueven para evitar cualquier obstáculo.

Los científicos aislaron la rupalia separándola de la campana. Pero los sustitutos de las raíces de los manglares han sido desplazados. Entonces, el mecanismo de visión de la medusa permaneció constante mientras las líneas se movían. ¿Puede el sistema visual aprender que debe evitar las líneas grises?

Los científicos han conectado un sistema que puede enviar una señal eléctrica débil a los centros sensoriales visuales. Cuando robalia no activó la señal que normalmente estimularía las contracciones de natación, Los científicos lo hicieron por ellos. Pronto la rupalia comenzó a transmitir la señal sin ningún aviso, incluso para las barras de color gris claro que proporcionaban mucho menos contraste con el resto del entorno.

Bilecki dijo que lograron sus hallazgos porque el experimento era “relevante para el comportamiento” de las medusas. Los investigadores pusieron a los animales en una situación similar a la que encontrarían en la naturaleza.

“Así que la estimulación visual y la estimulación mecánica son algo que (ocurre) en su entorno natural”, dijo. “Saben exactamente qué hacer con esto”.

El Dr. Michael Abrams, investigador del Departamento de Biología Molecular y Celular de la Universidad de California, Berkeley, que ha realizado un extenso trabajo sobre las medusas y el sueño, dijo que el estudio fue sólido. Abrams no participó en la nueva investigación.

“Los científicos han creado un modelo experimental muy convincente para medir el aprendizaje asociativo en esta medusa de caja. Sus hallazgos también pueden ser evidencia de cierto grado de memoria a corto plazo”, dijo Abrams en un correo electrónico, añadiendo que el estudio demuestra claramente la capacidad del animal. aprender, lo que le hizo preguntarse: “¿Cuánto durará su memoria?”

Mientras obtenía su doctorado en Caltech, Abrams trabajó en un estudio de 2017 sobre la medusa invertida (Cassiopea) y su “estado similar al sueño”, que “antes también se consideraba un comportamiento que se encontraba solo en animales con un sistema nervioso central”.