junio 15, 2024

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Científicos registran por primera vez las ondas cerebrales de pulpos liberados

Científicos registran por primera vez las ondas cerebrales de pulpos liberados
Los cerebros complejos de los pulpos y los de otros cefalópodos estrechamente relacionados, como los calamares y las sepias, evolucionaron por separado de los vertebrados y, por lo tanto, a los pulpos se les suele denominar extraterrestres. Aquí, un pulpo diurno (Octopus cyanea) posa con un Shisa, una criatura del folclore de Okinawa. Crédito: Michael Kuba

Científicos internacionales han registrado con éxito la actividad cerebral de pulpos que se mueven libremente, una hazaña que fue posible gracias a la implantación de electrodos y un registrador de datos directamente en las criaturas.

El estudio, publicado en la revisión biología actuales un paso crítico para determinar cómo los cerebros de los pulpos controlan su comportamiento y pueden proporcionar pistas sobre los principios comunes necesarios para la inteligencia y la cognición.

modelo perfecto

“Si queremos entender cómo funciona el cerebro, los pulpos son el animal perfecto para estudiar en comparación con los mamíferos. Tienen cerebros grandes, cuerpos increíblemente únicos y habilidades cognitivas avanzadas que han evolucionado de una manera completamente diferente a la de los vertebrados”, dijo la Dra. Tamar Gutnick, primera autora del artículo y ex investigadora postdoctoral en la Unidad de Física y Biología del Instituto Universitario de Okinawa. de Ciencia y Tecnología (OIST en Japón). El estudio contó con la participación de científicos de cinco países: Japón, Italia, Alemania, Ucrania y Suiza.

Medir las ondas cerebrales de los pulpos resultó ser un verdadero desafío técnico. A diferencia de los vertebrados, los pulpos tienen cuerpos blandos, por lo que no tienen cráneo para anclar el equipo de grabación para evitar que se lo quiten.

“Los pulpos tienen ocho brazos poderosos y ultraflexibles que pueden alcanzar absolutamente cualquier parte del cuerpo”, dijo el Dr. Gutnick. “Si tratábamos de conectarles cables, los sacaban de inmediato, por lo que necesitábamos una forma de poner el equipo completamente fuera de su alcance colocándolo debajo de la piel”.

Los investigadores registraron la actividad cerebral de un pulpo durante 12 horas. Aquí, el pulpo se encuentra en letargo activo, una fase en la que se producen cambios rápidos de color y textura, así como rápidos movimientos de succión. Crédito: Biología actual, DOI: 10.1016/j.cub.2023.02.006

dispositivos adecuados

Los investigadores eligieron como solución registradores de datos pequeños y livianos, originalmente diseñados para rastrear la actividad cerebral de las aves durante el vuelo. El equipo adaptó los dispositivos para hacerlos impermeables, pero lo suficientemente pequeños como para caber fácilmente dentro de los pulpos. Las baterías, que tenían que funcionar en un entorno con poco aire, permitían hasta 12 horas de grabación continua.

Los investigadores eligieron la pulpo azul, más conocido como pulpo diurno, como animal modelo, debido a su mayor tamaño. Anestesiaron a tres pulpos e implantaron un artefacto en una cavidad de la pared muscular del manto (tejido similar a la piel, que se encarga de recubrir la masa visceral del cuerpo del pulpo). Luego, los científicos implantaron los electrodos en el área más accesible del cerebro del pulpo, llamada lóbulo vertical y lóbulo frontal medial superior. También se cree que esta región del cerebro es importante para el aprendizaje visual y la memoria, procesos cerebrales que el Dr. Gutnick está particularmente interesado en comprender.

Una vez que se completó la operación, los pulpos fueron devueltos a su tanque de origen y monitoreados por video. Después de cinco minutos, los animales se recuperaron y pasaron las siguientes 12 horas durmiendo, comiendo y moviéndose en el tanque mientras se registraba su actividad cerebral. Luego se retiraron la grabadora y los electrodos de los pulpos y los datos se sincronizaron con el video.

Pulpo El pulpo cyanea se camufla contra el arrecife de coral. 1 crédito

terrenos separados

Los investigadores identificaron varios patrones distintos de actividad cerebral, algunos de los cuales eran similares en tamaño y forma a los observados en los mamíferos, mientras que otros eran oscilaciones lentas y duraderas que no se habían descrito previamente.

Los investigadores aún no han podido vincular estos patrones de actividad cerebral con comportamientos de video específicos. Sin embargo, eso no es del todo sorprendente, explicó el Dr. Gutnick, porque no requerían que los animales realizaran tareas específicas de aprendizaje.

«Es un área asociada con el aprendizaje y la memoria, por lo que para explorar este circuito, realmente necesitamos realizar tareas de memoria repetitivas con los pulpos. Eso es algo que esperamos hacer muy pronto».

Primer paso

Los investigadores también creen que este método de registro de la actividad cerebral de los pulpos que se mueven libremente puede usarse en otras especies de pulpos y puede ayudar a responder preguntas en muchas otras áreas de la cognición de los pulpos, incluida la forma en que aprenden, socializan y controlan su movimiento. tu cuerpo y tus brazos.

“Este es un estudio realmente fundamental, pero es solo el primer paso”, dijo el profesor Michael Kuba, quien dirigió el proyecto en la Unidad de Física y Biología de la OIST y que ahora continúa en la Universidad de Nápoles Federico II (Italia). «Los pulpos son muy inteligentes, pero hasta ahora sabemos muy poco sobre cómo funcionan sus cerebros. Esta técnica significa que ahora tenemos la capacidad de escanear sus cerebros mientras realizan tareas específicas. Es realmente emocionante y poderoso».



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