Estas adorables medusas muestran que el aprendizaje ni siquiera requiere cerebro

Diminuto, medusa sin cerebro acaba de hacer algo que en la superficie puede parecer imposible: las adorables criaturas mostraron evidencia de aprendizaje.

Incluso con sólo 1.000 neuronas activas a la vez y sin un cerebro central, La medusa de caja del Caribe (Tripedalia cistophora) puede aprender de la experiencia, argumentan los investigadores en un nuevo artículo publicado el 22 de septiembre en la revista Current Biology. Los resultados no son sorprendentes, afirman varios científicos que no participan en el proyecto, pero son un recordatorio para que la gente piense más ampliamente sobre el aprendizaje.

“Si eres un animal y tienes que navegar por el mundo, tienes que aprender señales y consecuencias. De lo contrario, estás muerto y no puedes reproducirte”, afirma Christie Sahley, neurocientífica de la Universidad Purdue que no participó en la nueva investigación. “Es simplemente un proceso fundamental y no hace falta un cerebro superior”.

Los científicos clasifican el aprendizaje en dos tipos. El aprendizaje no asociativo incluye fenómenos como la habituación: si empujas suavemente a un animal varias veces, con el tiempo dejará de retroceder o rehuir. El aprendizaje asociativo es más complejo porque requiere que un animal conecte señales en su entorno; el ejemplo clásico es El experimento de Iván Pavlovque demostró que los perros alimentados repetidamente después de escuchar el sonido de una campana eventualmente salivarán únicamente con el sonido de la campana.

Pero no muchos experimentos han demostrado aprendizaje asociativo en animales simples como las medusas, dice Ken Cheng, un conductista animal de la Universidad Macquarie en Australia que no participó en la nueva investigación pero escribió un comentario sobre ella para el mismo número de Current Biology. En 2021, Cheng publicó una reseña de aprendiendo en cnidarios(un grupo que incluye medusas, corales, anémonas de mar y más) y encontró solo un puñado de estudios que probaron el aprendizaje asociativo, todos ellos sobre anémonas de mar.

Esto se debe en parte a que los científicos incorporan suposiciones y prioridades humanas a los experimentos que diseñan, dice Jan Bielecki, neurobiólogo de la Universidad de Kiel en Alemania y coautor de la nueva investigación. Él ve eso como un error.

“No se puede juzgar a un pez por su capacidad para trepar a los árboles”, dice Bielecki. “Los parámetros que se utilicen deben tener sentido para el animal”, añade. “Hay que encontrarlos donde están”.

Bielecki y sus colegas buscaron el aprendizaje asociativo en pequeños Medusa que tienen cuatro estructuras oculares llamadas rhopalia, cada una de las cuales contiene seis ojos y alrededor de 1.000 neuronas, dice. (Cada rhopalium se turna para actuar como el sistema nervioso no centralizado de la medusa). Luego, el equipo diseñó un experimento que utilizó el instinto del animal para proteger su campana, la estructura principal de la que brotan sus tentáculos. En sus aguas nativas, a veces turbias, estas medusas deben usar su visión para navegar alrededor de las raíces de los árboles.

Entonces, los científicos colocaron las medusas en tanques que fueron pintados con tres niveles diferentes de contraste: franjas verticales en blanco y negro de alto contraste que representaban las raíces de los árboles cercanos; franjas verticales grises y blancas de contraste medio que presentaban una ilusión óptica de raíces de árboles mucho más allá de las paredes del tanque; o gris sólido sin contraste. Las medusas navegaron por las franjas blancas y negras sin problemas; el contraste fue tan marcado que nunca golpearon las paredes del tanque. Pero sin la experiencia de chocar contra el tanque, no aprendieron a evitarlo. Las medusas de los tanques grises tampoco aprendieron; Chocaron contra las paredes durante su estancia en el tanque.

Sólo las medusas de los tanques con rayas grises y blancas aprendieron a asociar la decoración con el riesgo de colisiones, descubrieron Bielecki y sus coautores. Al principio del período de prueba de 7,5 minutos, estas medusas chocaron contra las paredes del tanque, pero al final de la prueba lograron mantenerse alejadas de la pared.

Sorprendentemente, las medusas lograron asociar las rayas con la pared después de sólo tres o cinco golpes. “Lo sorprendente fue lo rápido que aprendieron esto”, dice Bielecki.

Aunque es un experimento inteligente, dice Catharine Rankin, neurocientífica conductual de la Universidad de Columbia Británica que no participó en la nueva investigación, le gustaría ver pruebas adicionales para comprender mejor qué están haciendo exactamente las medusas y qué tan avanzado está el aprendizaje.

“Muéstrame la extinción. Muéstrame si presentas la misma señal visual una y otra vez y los animales nunca chocan con nada, ¿dejarán de evitarlo? dice Rankin. Sahley, que ha estudiado el aprendizaje en muchas otras especies más simples, también señala que le gustaría probar durante cuánto tiempo las medusas pueden recordar la asociación entre las rayas grises y el riesgo de impacto.

Aún así, los científicos dicen que el nuevo estudio proporciona información valiosa sobre cómo funciona el aprendizaje en la diversidad de la vida animal. Los animales simples, como las medusas, pueden mostrar mejor los procesos básicos de las neuronas que un cerebro humano o de ratón puede: con cientos de miles de veces más neuronas, sus interacciones son más difíciles de desentrañar.

“No necesitas algo como un hipocampo o una corteza [to learn]”, dice Cheng. “Estos animales no tienen eso, y eso debería hacernos mirar animales aún más simples, e incluso células individuales”.