¿LAS CÉLULAS INDIVIDUALES TIENEN CAPACIDAD DE APRENDER?

TheScientist, 12 de mayo de 2021.

Catherine Offord

Ilustración de Paramecium, género de protozoos microscópicos, unicelulares y de vida libre. © ISTOCK.COM, WIR0MAN

 

     La colaboradora de TheScientist expone en un atrayente artículo esta idea controvertida de mediados del siglo XX y que está atrayendo una renovada atención de los investigadores que desarrollan teorías sobre cómo surge la cognición con o sin cerebro.
     Beatrice Gelber en octubre de 1960 inauguró recientemente una instalación llamada Instituto de Investigación de Salud Básica en Tucson, Arizona. Gelber explicó cómo, varios años antes, había descubierto un comportamiento inesperado en un protozoo llamado Paramecium aurelia. Según ella, este organismo unicelular había demostrado que era capaz de aprender, hazaña qreservada a lo que se consideraba organismos superiores, como los mamíferos y las aves. Gelber scolocó un cultivo de Paramecium en un pequeño estanque en un portaobjetos de microscopio, insertó un trozo de alambre recubierto de bacterias (comida, desde la perspectiva del protozoo) y observó cómo sus sujetos, aunque inicialmente tímidos, pronto nadaban. Después de varias pruebas, descubrió que podía colocar solo el cable, limpio de bacterias, en el líquido y provocar el mismo comportamiento de búsqueda de alimentos. Para Gelber, los experimentos demostraron que Paramecium estaba aprendiendo a asociar el alambre con la comida. Esto supone un verdadero desafío, puesto dede siempre los científicos creen que sólo los animales multicelulares altamente evolucionados con sistema nervioso central eran capaces de tal comportamiento. Ae esta teoría,surgieron criterios opuestos. Los críticos argumentaron que sus experimentos omitieron los controles vitales necesarios para descartar otras explicaciones más simples de sus resultados, como el tropismo, una respuesta o movimiento esencialmente automático de un organismo en relación con un estímulo. Otros detractores de la idea de Gerber afirmaron que en sus experimentosignoró factores como:el de refuerzo y respuesta de aproximación, el de presentación de alimentos desarrollados con animales de metazoos superiores. Algunos dijeron que sería necesario demostrar que sus protozoos estaban adaptando su comportamiento a algún nuevo estímulo porque lo asociaban con una recompensa particular, y no porque respondieran instintivamente a señales químicas u otras de las bacterias en el cable.
     Siete décadas después de que Gelber comenzara sus experimentos, un grupo de investigadores de la Universidad de Harvard sostiene que sus ideas merecen un renacimiento.  Así, por ejemplo, Sam Gershman, un neurocientífico cognitivo de Harvard, ve paralelismos entre sus ideas y cómo algunos investigadores están pensando actualmente en el almacenamiento de información en neuronas individuales. Otro científico, Gunawardena, dice que está fascinado por cómo los organismos unicelulares desafían la comprensión de los científicos sobre los requisitos para el aprendizaje y otros comportamientos complejos. Para explorar estas ideas, su equipo se propuso replicar los experimentos de Herbert Spencer Jennings, un zoólogo que había estudiado Stentor roeseli décadas antes de que Gelber comenzara su trabajo con Paramecium. Usando tinte carmín como irritante, Jennings había descubierto que S. roeseli respondía de manera diferente a exposiciones repetidas, lo que le sugería que de alguna manera estaban aprendiendo de experiencias pasadas. Por su parte, Audrey Dussutour, bióloga de la Universidad de Toulouse y del Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) en Francia, cuyo libro de 2017, Le Blob, posiciona al moho del limo Physarum polycephalum, organismo unicelular inusual porque puede contener múltiples núcleos, como modelo para comprender comportamientos complejos en "organismos no neuronales". Este grupo demostró que P. polycephalum se habituaba a la quinina y la cafeína, dos compuestos de los que el moho de lodo normalmente se aparta, si los compuestos se colocaban en un puente que le daba acceso al moho a los alimentos. Aún así, la discusión sigue.
     Recientemente, las investigaciones se han extendido a casos más complejos. Así, el grupo de Coleen Murphy en la Universidad de Princeton estudian el gusano redondo C. elegans, que puede aprender a evitar bacterias peligrosas en su entorno después de estar expuesto a esas bacterias. Otro equipo, dirigido por David Glanzman de la Universidad de California, Los Ángeles (UCLA), informó hace un par de años de pruebas de que el ARN parece tener al menos algunos tipos de recuerdos en las liebres marinas de California (Aplysia californica), un tipo de marinos marinos. Glanzman y sus colegas especularon que el ARN extraído podría estar transfiriendo memoria entre los organismos al inducir cambios epigenéticos en el ADN de las neuronas de los caracoles receptores y, posteriormente, cambiar el comportamiento de los animales. Sobre esta cuestión hay estudios que muestran cambios en los patrones de metilación del ADN o modificaciones de histonas en vertebrados durante varias tareas de aprendizaje, Los cambios epigenéticos actúan así en la formación de recuerdos, en lugar de almacenar esos recuerdos por sí mismos.