Una memoria sin cerebro
Cómo un hongo unicelular toma decisiones inteligentes sin un sistema nervioso central
Tener memoria de los acontecimientos pasados nos permite tomar decisiones más inteligentes sobre el futuro. Investigadores del Instituto Max-Planck de Dinámica y Autoorganización (MPI-DS) y de la Universidad Técnica de Múnich (TUM) han identificado cómo el moho del limo Physarum polycephalum guarda recuerdos, aunque no tenga sistema nervioso.
La Dra. Karen Alim en su laboratorio.
Bilderfest / TUM
El moho del limo Physarum polycephalum está formado por una sola célula biológica. La microinyección permite marcar el flujo en Physarum en color.
Bjoern Kscheschinski / MPIDS
La capacidad de almacenar y recuperar información da a un organismo una clara ventaja a la hora de buscar comida o evitar entornos perjudiciales. Tradicionalmente se ha atribuido a los organismos que tienen un sistema nervioso.
Un nuevo estudio, cuyo autor es Mirna Kramar (MPI-DS) y la profesora Karen Alim (TUM y MPI-DS), pone en entredicho este punto de vista al descubrir las sorprendentes capacidades de un organismo unicelular muy dinámico para almacenar y recuperar información sobre su entorno.
Una ventana al pasado
El moho del limo Physarum polycephalum lleva muchas décadas desconcertando a los investigadores. Situado en la encrucijada entre los reinos animal, vegetal y fúngico, este organismo único permite conocer la historia evolutiva temprana de los eucariotas, al que también pertenece el ser humano.
Su cuerpo es una gigantesca célula única compuesta por tubos interconectados que forman intrincadas redes. Esta única célula parecida a una ameba puede alcanzar varios centímetros o incluso metros, figurando como la mayor célula del planeta en el Libro Guinness de los Récords.
La arquitectura de red como memoria
"Es muy emocionante cuando un proyecto se desarrolla a partir de una simple observación experimental", afirma Karen Alim, directora del grupo de Física Biológica y Morfogénesis del MPI-DS de Gotinga y profesora de Teoría de Redes Biológicas en la Universidad Técnica de Múnich.
Los investigadores siguieron el proceso de migración y alimentación del organismo y observaron una clara huella de una fuente de alimento en el patrón de tubos más gruesos y más finos de la red mucho tiempo después de alimentarse.
"Dada la reorganización altamente dinámica de la red de P. polycephalum, la persistencia de esta huella despertó la idea de que la propia arquitectura de la red podría servir de memoria del pasado", dice Karen Alim. Sin embargo, primero tenían que explicar el mecanismo que subyace a la formación de la huella.
Las decisiones se guían por los recuerdos
Para ello, los investigadores combinaron las observaciones microscópicas de la adaptación de la red tubular con la modelización teórica. Un encuentro con la comida desencadena la liberación de una sustancia química que viaja desde el lugar donde se encontró el alimento por todo el organismo y ablanda los tubos de la red, haciendo que todo el organismo reoriente su migración hacia el alimento.
"El reblandecimiento gradual es donde entran en juego las huellas existentes de anteriores fuentes de alimento y donde se almacena y recupera la información", dice la primera autora, Mirna Kramar. "Los eventos de alimentación anteriores están incrustados en la jerarquía de los diámetros de los tubos, concretamente en la disposición de los tubos gruesos y finos en la red".
"Para el producto químico ablandado que ahora se transporta, los tubos gruesos de la red actúan como autopistas en las redes de tráfico, permitiendo un transporte rápido a través de todo el organismo", añade Mirna Kramar. "Los encuentros previos impresos en la arquitectura de la red pesan así en la decisión sobre la futura dirección de la migración".
Diseño basado en principios universales
"Dada la simplicidad de esta red viviente, la capacidad de Physarum para formar recuerdos es intrigante. Es notable que el organismo se apoye en un mecanismo tan simple y que, sin embargo, lo controle de forma tan afinada", afirma Karen Alim.
"Estos resultados constituyen una pieza importante del rompecabezas para entender el comportamiento de este antiguo organismo y, al mismo tiempo, apuntan a principios universales que subyacen al comportamiento. Prevemos posibles aplicaciones de nuestros hallazgos en el diseño de materiales inteligentes y la construcción de robots blandos que naveguen por entornos complejos", concluye Karen Alim.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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