Los científicos han registrado con éxito la actividad cerebral de los pulpos que se mueven libremente

Imagen que muestra un pulpo de arrecife salvaje
Crédito: Getty Images

Los pulpos se encuentran entre los invertebrados más inteligentes. Sus actividades sensoriales y motoras son independientes y están coordinadas por un sistema nervioso central complejo. El cerebro del pulpo consiste en muchas neuronas organizadas en muchos lóbulos distintos, y sus funciones han sido sugeridas en base a los resultados de experimentos con lesiones.

Debido a que el pulpo carece de una estructura rígida a la que se pueda conectar un equipo de registro y usa sus ocho brazos flexibles para eliminar cualquier cuerpo extraño adherido al exterior de su cuerpo, hasta ahora no ha sido posible registrar in vivo la actividad eléctrica del comportamiento de los pulpos.

Ahora, los científicos están registrando las primeras ondas cerebrales de pulpos que se mueven libremente. El estudio, realizado por el Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST), es crucial para comprender cómo los cerebros de los pulpos controlan su comportamiento. Puede proporcionar pistas sobre los principios comunes necesarios para la inteligencia y la cognición.

La Dra. Tamar Gutnick, primera autora y exinvestigadora postdoctoral en la Unidad de Física y Biología del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST), dijo: «Si queremos entender cómo funciona el cerebro, los pulpos son el animal ideal para estudiar en comparación con los mamíferos. Tienen un cerebro grande, un cuerpo sorprendentemente único y habilidades cognitivas avanzadas que han evolucionado de manera muy diferente a las de los vertebrados».

Los pulpos tienen ocho brazos muy fuertes y flexibles, que pueden alcanzar en cualquier parte del cuerpo. Si tratábamos de cablearlos, lo arrancarían de inmediato, por lo que necesitábamos poner el equipo fuera de su alcance metiéndolo debajo de la piel”.

Los científicos se decidieron por registradores de datos pequeños y livianos como solución, inicialmente diseñados para rastrear la actividad cerebral de las aves en vuelo. El equipo modificó los dispositivos para que fueran impermeables y lo suficientemente compactos como para deslizarse dentro de los pulpos con facilidad. Habría sido posible hasta 12 horas de grabación continua utilizando las baterías, que tendrían que funcionar en condiciones de aire bajo.

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Debido a su mayor tamaño, los investigadores decidieron utilizar Octopus cyanea, también conocido como pulpo en la actualidad, como modelo animal. Se pusieron a dormir tres pulpos antes de insertar la grabadora en un agujero en la pared del músculo del manto. La parte más accesible del cerebro del pulpo, conocida como lóbulo cefálico y lóbulo frontal medial superior, es donde los científicos implantaron los electrodos.

Después de completar la cirugía, los pulpos fueron devueltos a su tanque de origen y monitoreados por video. Después de cinco minutos, los pulpos se recuperaron y pasaron las siguientes 12 horas durmiendo, comiendo y moviéndose alrededor de su pelvis, 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.

Los investigadores detectaron una variedad de patrones diferentes de actividad cerebral, algunos similares a los de los mamíferos en tamaño y forma, mientras que otros eran oscilaciones lentas de amplitudes muy largas que no se habían observado antes.

Dr. Gutnick dijo, Todavía no podemos correlacionar estos patrones de actividad cerebral con comportamientos específicos de los videos. Sin embargo, esto no es del todo sorprendente, ya que no les pidió a los animales que realizaran tareas específicas de aprendizaje».

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

Según los científicos, el método de registrar la actividad cerebral de los pulpos que se mueven libremente podría usarse en otras especies de pulpos. Podría ayudar a establecer muchos hechos, incluida la forma en que los pulpos aprenden, se comunican socialmente y controlan el movimiento del cuerpo y los brazos.

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El profesor Michael Cuba, quien lideró el proyecto en la Unidad de Física y Biología de la OIST y ahora continúa en la Universidad de Nápoles Federico II, Él dijoY «Este es un estudio fundamental, pero es solo un primer paso. Los pulpos son muy inteligentes, pero por el momento sabemos muy poco sobre cómo funcionan sus cerebros. Esta tecnología significa que ahora podemos observar sus mentes mientras realizan tareas específicas. Esto es emocionante y poderoso».

Referencia de la revista:

  1. Tamar Gutnick, Andreas Neff, et al. Registro de la actividad eléctrica del cerebro de un pulpo que se comporta. Biología actual (2023). DOI: 10.2139/ssrn.4309084

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