Lo que los científicos aprendieron al colocar pulpos en máquinas de resonancia magnética
ARRIBA: Un pulpo de línea azul (Hapalochlaena fasciata) ISTOCK.COM, NIGEL MARSH
Si están prediciendo la resultados de juegos deportivos o de abrir frascos, la inteligencia de los pulpos y sus parientes cefalópodos ha fascinado a los ávidos fanáticos de los deportes y a los científicos por igual (no es que los dos grupos se excluyan mutuamente). Sin embargo, los conocimientos sobre los cerebros de los animales han sido limitados, ya que los datos estructurales provienen de métodos de baja tecnología como la disección.
Wen-Sung Chung, neurobiólogo del Instituto del Cerebro de la Universidad de Queensland que se enfoca en especies marinas, explica que los pulpos tienen probablemente el cerebro centralizado más grande de los invertebrados, con múltiples capas y lóbulos. Algunas especies tienen más de 500 millones de neuronas, agrega, en comparación con alrededor de 70 millones en ratones de laboratorio, lo que hace que los cefalópodos sean especialmente intrigantes como modelos para la neurociencia.
Chung y sus colegas decidieron llevar la neurociencia de los cefalópodos al siglo XXI: utilizando edge MRI, probaron los cerebros de cuatro especies de cefalópodos. Estaban especialmente interesados en explorar si las estructuras cerebrales de los cefalópodos reflejan los entornos en los que viven. De hecho, el equipo informa de numerosas diferencias estructurales entre las especies que viven en los arrecifes y las que habitan en aguas más profundas en un Biología actual del 18 de noviembre. > artículo.
WEN-SUNG CHUNG
Giovanna Ponte, bióloga marina evolutiva de Stazione Zoologica Anton Dohrn Napoli en Italia que no participó en el trabajo , le dice a The Scientist que si bien este no es el primer estudio que busca correlatos neurológicos subyacentes a las diferencias ecológicas en los cefalópodos, ofrece un nuevo enfoque tecnológico para investigar la morfología y diversidad del cerebro de estos animales y, lo que es más importante, es la primera vez que hay. . . un enfoque comparativo entre diferentes especies.
Chung y su equipo tomaron muestras de cuatro especies de cefalópodos que representan nichos ecológicos divergentes: el calamar vampiro de las profundidades (Vampyroteuthis infernalis), el solitario y nocturno pulpo de líneas azules (Hapalochlaena fasciata), y dos habitantes diurnos de los arrecifes, el pulpo alga (Abdopus capricornicus), y el pulpo de día (Octopus cyanea). Se obtuvieron al menos tres especímenes de cada especie y se les sacrificó para que pudieran obtener imágenes mediante resonancia magnética, lo que permitió a los investigadores comparar la forma, el tamaño y el plegamiento de las estructuras neurológicas de los animales.
Un pulpo diurno diurno (Octopus cyanea)WEN-SUNG CHUNG
Una de las diferencias más pronunciadas que describen los investigadores es que los lóbulos ópticos del H. fasciata y de aguas profundas V. infernalis son más pequeñas y menos complejas que los lóbulos ópticos de la diurna A. capricornicus y O. cianea. Las especies diurnas también tienen lóbulos verticales mucho más grandes, una parte del cerebro involucrada en el aprendizaje y la memoria en los pulpos. De hecho, sus lóbulos verticales son casi el doble del tamaño de las otras dos especies y más plegados, cada uno tenía siete de los pliegues conocidos como circunvoluciones en lugar de los cinco típicamente reportados en otros pulpos. Chung compara la presencia de circunvoluciones en los cerebros de los pulpos con las arrugas en los cerebros humanos y de otros primates y dice que tales circunvoluciones son un indicador útil de la complejidad del cerebro.
Shuichi Shigeno, investigador de neurociencia de la Universidad de Osaka que se especializa en el cerebro evolución de los cefalópodos y no participó en este estudio, señala que las observaciones de los artículos, particularmente en torno al plegamiento del cerebro, son novedosas. El conocimiento actual de los cerebros de pulpo se basa principalmente en la literatura de la década de 1970, dice. Nadie ha estudiado los detalles del plegamiento [en] la estructura cerebral de la corteza cerebral en el pulpo [antes], y Chung ha descubierto resultados interesantes empleando técnicas muy modernas, le dice a The Scientist.
Chung y sus colegas sugieren que el mayor tamaño y el número de circunvoluciones en los lóbulos ópticos y verticales de las especies diurnas se correlacionan con las complicadas tareas visuales y cognitivas que estas especies realizan en sus hábitats relativamente poco profundos y luminosos. Por ejemplo, O. Se sabe que cyanea y otros pulpos que habitan en los arrecifes colaboran con los peces en la caza.
Jennifer Mather, investigadora del comportamiento de cefalópodos de la Universidad de Lethbridge que no participó en este estudio pero que actualmente está compilando una base de datos de lo que se sabe sobre el cerebro y el comportamiento de los cefalópodos que incluirá datos de la misma, llama a los artículos centrados en especies del Indo-Pacífico un suplemento interesante que ayuda a poner otra pieza en el rompecabezas, ya que el trabajo anterior se realizó en Europa especies. Mather agrega que si bien el estudio profundiza en las características anatómicas de los cerebros muy a fondo, hubo muy poco sobre el comportamiento. Si queremos hacer una relación cerebro-comportamiento, tenemos que tener una buena cobertura de ambos, dice.
Un pulpo de algas (Abdopus capricornicus) WEN-SUNG CHUNG
Shigeno está de acuerdo con el punto de Mathers, pero señala que se sabe poco sobre el comportamiento de los animales y que los estudios experimentales se complican por el hecho de que muchas especies de pulpos viven en entornos como los arrecifes de coral que están legalmente protegidos. Dice que le gustaría ver más investigaciones sobre partes específicas del cerebro, y señala que otros tipos de imágenes, como la microscopía electrónica, podrían proporcionar imágenes de mayor resolución y estructuras neuronales más detalladas que la resonancia magnética.
El artículo plantea nuevas preguntas sobre la plasticidad biológica y la adaptación, dice Ponte. Le gustaría ver más investigaciones sobre otras regiones del cerebro de los animales, como sus lóbulos frontales, y cómo la compartimentación de las neuronas dentro de los lóbulos puede relacionarse con la especialización.
Chung está de acuerdo en que se necesita más investigación. Este es solo el comienzo, dice, y agrega que espera que este trabajo inspire a otros investigadores de cefalópodos. También dice que le gustaría obtener imágenes de los cerebros de pulpos vivos para obtener datos funcionales, aunque considera que ese trabajo es un objetivo a muy, muy largo plazo.