Incluso sin un cerebro central, las medusas pueden aprender de experiencias pasadas como los humanos, los ratones y las moscas, informan los científicos por primera vez el 22 de septiembre en la revista. Biología actual. Entrenaron medusas de caja del Caribe (Tripedalia cistófora) para aprender a detectar y esquivar obstáculos. El estudio desafía nociones previas de que el aprendizaje avanzado requiere un cerebro centralizado y arroja luz sobre las raíces evolutivas del aprendizaje y la memoria.
No más grandes que una uña, estas medusas aparentemente simples tienen un sistema visual complejo con 24 ojos incrustados en su cuerpo en forma de campana. Al vivir en manglares, el animal 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. Los científicos demostraron que las medusas podrían adquirir la capacidad de evitar obstáculos mediante el aprendizaje asociativo, un proceso mediante el cual los organismos forman conexiones mentales entre estimulaciones sensoriales y comportamientos.
«El aprendizaje es el máximo rendimiento del sistema nervioso», afirma el primer autor, Jan Bielecki, de la Universidad de Kiel (Alemania). Para enseñar con éxito a las medusas un nuevo truco, dice, «es mejor aprovechar sus comportamientos naturales, algo que tenga sentido para el animal, para que alcance su máximo potencial».
El equipo vistió un tanque redondo con rayas grises y blancas para simular el hábitat natural de las medusas, con rayas grises que imitaban raíces de manglares que parecían distantes. Observaron las medusas en el tanque durante 7,5 minutos. Al principio, la medusa nadaba cerca de estas franjas aparentemente lejanas y chocaba con ellas con frecuencia. Pero al final del experimento, la gelatina 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 las medusas pueden aprender de la experiencia mediante estímulos visuales y mecánicos.
«Si quieres entender estructuras complejas, siempre es bueno empezar lo más simple posible», dice el autor principal Anders Garm de la Universidad de Copenhague, Dinamarca. «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 rhopalia. 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 rhopalium 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 investigadores entrenaron al rhopalium con estimulación eléctrica débil 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 rhopalium sirve como centro de aprendizaje.
A continuación, el equipo planea profundizar en las interacciones celulares de los sistemas nerviosos de las medusas para desentrañar la formación de la memoria. También planean comprender mejor cómo funciona el sensor mecánico de la campana para pintar una imagen completa del aprendizaje asociativo del animal.
«Es sorprendente lo rápido que aprenden estos animales; es aproximadamente el mismo ritmo que lo hacen los animales avanzados», dice 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».
