Estas medusas sin cerebro utilizan sus ojos y conjuntos de nervios para aprender.

Para las medusas caja del Caribe, aprender es literalmente algo obvio.

En un nuevo experimento, estos animales aprendieron a identificar y evitar obstáculos a pesar de no tener un cerebro central, informan los investigadores el 22 de septiembre en Current Biology. Esta es la primera evidencia de que las medusas pueden establecer conexiones mentales entre eventos, como ver algo y chocar con ello, y cambiar su comportamiento en consecuencia.

"Tal vez el aprendizaje no necesite un sistema nervioso muy complejo, sino que más bien el aprendizaje sea una parte integral de las células nerviosas o de un circuito muy limitado", dice Jan Bielecki, neuroetólogo de la Universidad de Kiel en Alemania. Si es así, este nuevo descubrimiento podría ayudar a rastrear cómo evolucionó el aprendizaje en los animales.

El sistema nervioso de una medusa caja del Caribe (Tripedalia cystophora) incluye cuatro rópalos en forma de perilla que cuelgan de su cuerpo. Cada rópalo tiene seis ojos y cerca de 1000 neuronas. Las medusas utilizan su visión para ayudarse a navegar entre las raíces de los manglares en los lagos tropicales donde cazan pequeñas presas de crustáceos.

Tejer entre raíces no es algo sencillo. Las medusas caja del Caribe evalúan la distancia de una raíz en función de lo oscura que parezca en comparación con el agua circundante, es decir, su contraste. En aguas claras, solo las raíces distantes se fusionan con el fondo o tienen un contraste bajo. Pero en aguas turbias, incluso las raíces cercanas pueden fundirse con el entorno.

Las aguas pueden volverse turbias rápidamente debido a las mareas, las algas y otros factores. Bielecki y sus colegas se preguntaron si las medusas caja del Caribe podrían aprender que los objetos de bajo contraste, que al principio podrían parecer distantes, en realidad estaban cerca.

El equipo colocó 12 medusas en un tanque redondo rodeado de franjas de colores gris y blanco de bajo contraste y alternadas. Una cámara grabó el comportamiento de los animales durante aproximadamente siete minutos. Al principio, las medusas parecían interpretar las franjas grises como raíces distantes y nadaban hacia la pared del tanque.

Pero esas colisiones parecieron llevar a las medusas a tratar las franjas grises más como raíces cercanas en aguas turbias, y los animales comenzaron a evitarlas. La distancia promedio de las medusas a la pared del tanque aumentó de aproximadamente 2.5 centímetros en los primeros minutos a aproximadamente 3.6 centímetros en los últimos minutos. El promedio de choques con la pared disminuyó de 1.8 por minuto a 0.78 por minuto.

"Me pareció realmente sorprendente", dice Nagayasu Nakanishi, biólogo evolutivo de la Universidad de Arkansas en Fayetteville, quien ha estudiado los sistemas nerviosos de las medusas pero no participó en el nuevo trabajo. "Nunca pensé que las medusas realmente pudieran aprender".

El neurobiólogo Björn Brembs ve los resultados con más cautela, señalando el pequeño número de medusas probadas y la variabilidad en su rendimiento. "Quiero que esto sea verdad, porque sería realmente genial", dice Brembs, de la Universidad de Regensburg en Alemania. Los experimentos con más medusas podrían convencerlo de que los animales realmente aprenden.

En otros experimentos, Bielecki y sus colegas cortaron los rópalos de las medusas y colocaron esos haces de nervios con ojos frente a una pantalla. Algo así como esa escena en "La naranja mecánica", dice Bielecki, excepto que los ojos de las medusas no tienen párpados para mantenerse abiertos. La pantalla mostraba barras de color gris claro de bajo contraste, mientras que un electrodo daba a los rópalos un débil pulso eléctrico, que imitaba la sensación de chocar con algo.

Este entrenamiento hizo que los rópalos comenzaran a responder a las barras de bajo contraste que inicialmente ignoraban. Comenzaron a enviar los tipos de señales neurales que se sabe que emiten cuando una medusa se aleja de un obstáculo. Esto sugiere que los rópalos por sí solos pueden aprender que los obstáculos de bajo contraste aparentemente distantes están lo suficientemente cerca como para evitarlos, lo que a su vez sugiere que los rópalos son los centros de aprendizaje de la medusa caja del Caribe.

"Esa es la parte más genial del artículo", dice Ken Cheng, biólogo del comportamiento en la Universidad de Macquarie en Sídney. "Eso nos lleva un paso más hacia el enredo de cómo funciona".

Para la neurobióloga Gaëlle Botton-Amiot, atribuir el aprendizaje a los rópalos plantea nuevas preguntas. "Tienen cuatro de estas cosas en sus cuerpos, ¿entonces cómo funciona eso?", pregunta. "¿Cómo se coordina esto?" Y si una medusa pierde uno de sus rópalos, ¿olvida todo lo que esos ojos vieron y las neuronas aprendieron? ¿O los otros rópalos lo recuerdan?

La investigación de Botton-Amiot en la Universidad de Friburgo en Suiza sugiere habilidades de aprendizaje similares en anémonas de mar. Al igual que las medusas, pertenecen a un grupo de animales llamados cnidarios. "Mostrar que los cnidarios que son tan diferentes [pueden aprender ambos] significa que probablemente es muy común en ellos", dice, y que tal vez su ancestro común también podría aprender.

“Maybe [learning] actually evolved multiple times in the evolution of nervous systems,” Nakanishi says. Uncovering the cellular and chemical machinery behind learning in jellyfish or other animals could shed light on this. “If there’s a lot of similarities in the mechanism of how they learn, then that would be suggestive of common ancestry,” he says. “But if they evolved independently, then you would perhaps expect very different mechanisms of learning.”

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