Aprender sin cerebro: los organismos microscópicos también pueden decidir
Un estudio confirma que hay criaturas diminutas con una especie de memoria que les permite responder a situaciones diversas
BarcelonaLa capacidad de aprender y actuar en función del conocimiento adquirido se ha considerado históricamente un comportamiento exclusivo de los animales con cerebro. Por ejemplo, cuando un perro entiende que si da la pata a su dueño puede ganar una galleta como recompensa, o cuando un niño pequeño se da cuenta de que se puede mover gateando. Sin embargo, ahora un estudio firmado por el Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona y la Harvard Medical School de Boston ha descrito la forma en que laStentor roeseli, una diminuta criatura unicelular –eso significa que no forman ningún tipo de tejido, estructura o cuerpo conjunto con otros organismos de su especie– también es capaz de aprender y desarrollar una especie de memoria celular para tomar decisiones dependiendo de la situación.
La investigación, publicada este martes en la revista Current Biology, puede representar "un cambio significativo en la percepción científica sobre las unidades fundamentales de la vida". Según los autores, estos resultados ayudarían a comprender cómo las células cancerosas desarrollan resistencia a la quimioterapia o las bacterias a los antibióticos. "Las células se consideran entidades con una capacidad de toma de decisiones básica, basada en el aprendizaje de sus entornos, a diferencia de las entidades que siguen las instrucciones genéticas preprogramadas", explica el profesor de la Facultad de Medicina de Harvard y coautor del estudio Jeremy Gunawardena.
Concretamente, los investigadores han empleado una herramienta computacional para comprender mejor el comportamiento del Stentor roeseli, un protozoo presente en estanques, ríos y lagos de todo el mundo. Con su forma de trompeta, es uno de los mayores organismos unicelulares que existen, ya que puede llegar a medir dos milímetros. El zoólogo estadounidense Herbert Spencer Jennings descubrió a principios del siglo XX que esta criatura sin neuronas podía cambiar su comportamiento en función de su entorno. Es decir, poseen capacidad de decisión. "Estas criaturas son muy diferentes a los animales con cerebro. Su aprendizaje significaría que utilizan redes moleculares internas que de algún modo realizan funciones similares a las realizadas por neuronas en el cerebro", afirma la coautora e investigadora del estudio del CRG Rosa Martínez.
Combinación de circuitos moleculares
Este nuevo estudio analizó la habituación, el proceso por el que un organismo deja de responder paulatinamente a un estímulo repetido, el mismo por el que los humanos dejan de escuchar el tic-tac de un reloj o están menos distraídos por las luces intermitentes. Las simulaciones utilizadas en la investigación sugieren que las células utilizan una combinación de al menos dos circuitos moleculares para refinar su respuesta a un estímulo y reproducir todas las características distintivas de la habituación que se observan en formas de vida más complejas .
Uno de los hallazgos clave es el requisito de "separación a escala de tiempo" en el comportamiento de los circuitos moleculares, en los que algunas reacciones pasan mucho más rápido que otras. "Creemos que éste podría ser un tipo de memoria celular, lo que permite a las células reaccionar de inmediato e influir en una respuesta futura", ha señalado Martínez.
El hallazgo también puede iluminar un debate entre la neurociencia y la investigación cognitiva, disciplinas que, durante años, han tenido diferentes puntos de vista sobre cómo la fuerza de habituación está relacionada con la frecuencia o la intensidad de la estimulación. Los neurocientíficos se centran en comportamientos observables, señalando que los organismos muestran una mayor habituación con estímulos más frecuentes o menos intensos, mientras que los científicos cognitivos insisten en probar la existencia de cambios internos y la formación de la memoria después de la habituación . El estudio del CRG y Harvard muestra que el comportamiento de los modelos se alinea con ambos puntos de vista: durante la habituación, la respuesta disminuye más con estímulos más frecuentes o menos intensos, pero después la respuesta a un estímulo común también es más fuerte.
Posible aplicación en el estudio del cáncer
La investigación también profundiza en la comprensión de cómo el aprendizaje y la memoria operan en el nivel más básico de la vida. Así, si las células individuales pueden recordar, esto también podría ayudar a explicar cómo las células cancerosas desarrollan resistencia a la quimioterapia o cómo las bacterias se vuelven resistentes a los antibióticos, situaciones en las que las células parecen aprender de su entorno. "Nuestro enfoque podría ayudar a la comunidad científica a priorizar qué experimentos tienen más probabilidades de dar resultados que valgan la pena, es decir ahorrar tiempo y recursos y generar nuevos avances", ha concluido Martínez.
