El aprendizaje es el máximo rendimiento del sistema nervioso
En una nueva investigación, los biólogos marinos entrenaron a la medusa caja del Caribe (Tripedalia cistophora) para que aprendiera a detectar y esquivar obstáculos. Sus hallazgos desafían las nociones previas de que el aprendizaje avanzado requiere un cerebro centralizado y arrojan luz sobre las raíces evolutivas del aprendizaje y la memoria.
Tripedalia cistophora es una pequeña especie de medusa caja de la familia Tripedaliidae. Esta medusa mide aproximadamente 1 cm de diámetro y es originaria del Mar Caribe y del Indo-Pacífico Central.
Tripedalia cistophora tiene un sistema visual complejo con 24 ojos. Al vivir en manglares, la medusa usa su visión para navegar a través de aguas turbias y desviarse alrededor de las raíces de los árboles bajo el agua para atrapar a sus presas.
"El aprendizaje es el máximo rendimiento del sistema nervioso", afirmó el Dr. Jan Bielecki, investigador de la Universidad de Kiel. "Para enseñar con éxito a las medusas un nuevo truco, es mejor aprovechar sus comportamientos naturales, algo que tenga sentido para el animal, para que alcance su máximo potencial".
El Dr. Bielecki y sus colegas pintaron un tanque redondo con rayas grises y blancas para simular el hábitat natural de Tripedalia cistophora, con rayas grises que imitaban raíces de manglares que parecían distantes. Observaron las medusas en el tanque durante 7,5 minutos.
Imagen derecha: El aprendizaje se basa en la combinación de estímulos visuales y mecánicos.
Al principio, Tripedalia cistophora nadaba cerca de estas franjas aparentemente lejanas y chocaba con ellas con frecuencia.
Pero al final del experimento, la medusa caja aumentó su distancia promedio a la pared en aproximadamente un 50%, cuadruplicó el número de giros exitosos para evitar colisiones y redujo su contacto con la pared a la mitad.
Los hallazgos sugieren que Tripedalia cistophora puede aprender de la experiencia a través de estímulos visuales y mecánicos.
"Si quieres comprender estructuras complejas, siempre es bueno empezar lo más simple posible", dijo el Dr. Anders Garm, investigador de la Universidad de Copenhague.
"Al observar estos sistemas nerviosos relativamente simples en las medusas, tenemos muchas más posibilidades de comprender todos los detalles y cómo se combinan para realizar comportamientos".
Luego, los investigadores intentaron identificar el proceso subyacente del aprendizaje asociativo de las medusas aislando los centros sensoriales visuales del animal llamados ropalias.
Imagen: Localización de un ropalia en la medusa Tripedalia cystophora.
Cada una de estas estructuras alberga seis ojos y genera señales de marcapasos que gobiernan el movimiento pulsante de la medusa, cuya frecuencia aumenta cuando el animal se desvía de los obstáculos.
El equipo mostró el ropalia estacionario moviendo barras grises para imitar el acercamiento del animal a los objetos. La estructura no respondía a las barras de color gris claro, interpretándolas como lejanas.
Sin embargo, después de que los científicos entrenaron al ropalia con débil estimulación eléctrica cuando las barras se acercaban, comenzó a generar señales para esquivar obstáculos en respuesta a las barras grises claras.
Estos estímulos eléctricos imitaban los estímulos mecánicos de una colisión.
Los hallazgos mostraron además que se requiere combinar estímulos visuales y mecánicos para el aprendizaje asociativo en las medusas y que el ropalia sirve como centro de aprendizaje.
"Es sorprendente lo rápido que aprenden estos animales; es aproximadamente el mismo ritmo que lo hacen los animales avanzados", dijo el Dr. 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".
El estudio fue publicado en la revista Current Biology: Associative learning in the box jellyfish Tripedalia cystophora
