Las neuronas de estos "fósiles vivientes" están organizadas de una manera mucho más sencilla que en los animales
Aunque las medusas no tienen cerebro, los científicos han descubierto una forma de leer sus mentes, por así decirlo.
Con un poco de ingenioso retoque genético, ahora podemos observar cómo las neuronas de una pequeña especie de medusa transparente trabajan juntas para realizar complejos movimientos autónomos, como agarrar y comer presas.
Clytia hemisphaerica es el modelo perfecto para estudiar para este tipo de comportamiento. Debido a que esta especie específica de medusa es tan pequeña (con solo alrededor de un centímetro de diámetro), todo su sistema nervioso puede caber fácilmente bajo un microscopio.
Su genoma también es bastante simple y su cuerpo transparente solo contiene alrededor de 10.000 neuronas, lo que facilita el seguimiento de los mensajes neuronales.
Cuando los investigadores modificaron genéticamente las medusas C. hemisphaerica para que sus neuronas brillaran cuando se activaban, encontraron un "grado inesperado de estructurada organización neuronal".
El sistema nervioso de las medusas se desarrolló hace más de 500 millones de años y ha cambiado muy poco desde entonces. En comparación con los cerebros de los animales actuales, las neuronas de estos "fósiles vivientes" están organizadas de una manera mucho más sencilla.
No existe un sistema centralizado que coordine todos los movimientos de la criatura, entonces, ¿Cómo hace algo?
Imagen: Clytia hemisphaerica, vista desde arriba. El animal redondo y transparente mide aproximadamente un centímetro de ancho cuando está completamente maduro, con una boca central y tentáculos dispuestos uniformemente alrededor de sus bordes exteriores como números en un reloj. Esta medusa también tiene visibles en su cuerpo cuatro gónadas de forma ovalada. Crédito: B. Weissbourd / J. DeGiorgis
La nueva investigación sugiere que las neuronas de C. hemisphaerica están dispuestas en una red similar a un paraguas, que refleja de cerca su cuerpo. Estas neuronas luego se dividen en rodajas, casi como un pastel.
Cada tentáculo en el borde de la campana de la medusa está conectado a una de estas rebanadas. Entonces, cuando los brazos de la medusa detectan y capturan a sus presas, como los camarones de salmuera, las neuronas de este corte se activan en una secuencia específica.
Primero, las neuronas en el borde de la porción circular envían mensajes a las neuronas en el medio, donde se encuentra la boca de la medusa.
Esto hace que el borde de la rebanada de pastel gire hacia adentro, hacia la boca, llevando consigo el tentáculo. Mientras tanto, la boca, a su vez, 'apunta' hacia la comida entrante. El siguiente vídeo muestra el comportamiento en acción.
Arriba: Una medusa que dobla el lado derecho de su cuerpo para llevarse un camarón de salmuera a la boca.
Un minuto después de haber sido introducido un camarón de salmuera, los autores encontraron que el 96 por ciento de las medusas intentaron esta "transferencia de alimentos" y el 88 por ciento tuvieron éxito. Prácticamente todos los camarones de salmuera fueron finalmente devorados por las criaturas que usaban este comportamiento de alimentación.
Para averiguar qué neuronas están desencadenando específicamente este efecto dominó, los investigadores eliminaron del borde del pastel un tipo de neuronas llamadas neuronas RFa+. Cuando hicieron esto, no se produjo el plegado asimétrico hacia adentro de la campana de la medusa, y no sucedió la transferencia de camarones de los tentáculos a la boca.
"Por lo tanto", escriben los autores, "las neuronas RFa+ son necesarias para el plegamiento de márgenes tanto inducido por alimentos como químicamente inducido. Por el contrario, la natación y el arrugado no se alteraron, lo que sugiere que otros tipos de células neuronales controlan estos comportamientos".
Para ver cómo las neuronas que controlan la boca se comunican con las neuronas que controlan la campana de medusa y viceversa, los investigadores comenzaron a extirpar quirúrgicamente ciertas partes del cuerpo.
Cuando se eliminaron de la ecuación las bocas de las medusas, las criaturas siguieron tratando de pasar comida de sus tentáculos a sus inexistentes bocas.
Incluso cuando se retiraron los tentáculos de una medusa, los extractos químicos de camarones introducidos en un tanque aún podrían hacer que la boca se volviera hacia la fuente de alimento.
Imagen: Experimento neuronal con medusas
Los hallazgos sugieren que ciertos comportamientos de las medusas se coordinan a través de diferentes grupos de neuronas organizadas funcionalmente, ubicadas alrededor de la circunferencia de la campana.
La red neuronal que conecta la campana de la medusa con su boca, por ejemplo, también podría conectarse con el sistema digestivo.
Cuando se privó de alimento a las medusas del estudio, los autores descubrieron que capturaban presas más rápido que cuando no tenían tanta hambre.
Esto indica algún tipo de retroalimentación neuronal, que hace que la medusa 'sepa' que necesita para llenar su sistema digestivo, poniendo a otras redes de 'alimentación' específicas en alerta máxima.
"Si es correcta esta visión jerárquica, los comportamientos coordinados en organismos que carecen de un cerebro central pueden haber surgido por duplicación y modificación de módulos autónomos más pequeños para formar supermódulos que interactúan funcionalmente", sugieren los autores.
"Aún no se ha determinado cómo se logran estas interacciones".
El estudio fue publicado en Cell: A genetically tractable jellyfish model for systems and evolutionary neuroscience
