La mayoría de las criaturas duermen, pero hasta ahora se pensaba que el sueño REM (movimiento ocular rápido), la fase del sueño en la que ocurren los sueños, era exclusivo de los vertebrados. Los pulpos parecen ser los primeros invertebrados en demostrar que también son capaces de hacer esto.
Cuando se trata de la función neuronal, los estudios han encontrado que estos cefalópodos se parecen más a nosotros de lo que pensamos (juego de palabras algo intencionado). No tener columna vertebral no les ha impedido desarrollar un sistema nervioso complejo. Un estudio de 2022 encontró que partes de sus cerebros, los lóbulos frontal y vertical, funcionan de manera muy similar al hipocampo y el lóbulo límbico en humanos y otros vertebrados. El hipocampo es fundamental para el aprendizaje y la memoria, mientras que el lóbulo límbico controla las reacciones emocionales complejas, como la respuesta de lucha o huida que se desencadena por el estrés o el miedo.
Ahora parece que los pulpos tienen aún más en común con nosotros. Al estudiar su comportamiento del sueño, un equipo de investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa observó períodos de sueño tranquilo, o sueño NREM (también conocido como sueño de ondas lentas), y estallidos de actividad neuronal, durante los cuales los ojos y los ojos de los animales los tentáculos se contrajeron mientras su piel cambiaba de color. Actividades neuronales como estas, que son similares al estado de vigilia, solo ocurren durante el sueño REM. Debido a que pueden hacer la transición entre el sueño NREM y REM, los pulpos son los únicos invertebrados conocidos que tienen dos fases de sueño.
«Si las funciones atribuidas al sueño en dos etapas son verdaderamente generales, entonces uno puede esperar encontrar correlatos neuronales y conductuales del sueño en dos etapas ampliamente entre los animales que muestran habilidades cognitivas complejas», dijo el equipo de investigación, dirigido por el neuroetólogo Sam Reiter de la Universidad. de Okinawa, escribió en un estudio reciente.
¿Tu estas despierto?
Para continuar con este estudio, el equipo de Reiter necesitaba verificar que los pulpos estuvieran, de hecho, dormidos. Esperaron hasta que los animales aparecieron dormidos. Cuando sus sujetos de ocho patas estaban acostados en el fondo de los tanques, el equipo los estimuló para ver si habría una reacción tardía. La reacción de los pulpos a esta estimulación fue mucho más lenta que cuando estaban despiertos. Cuando el equipo estuvo seguro de que los animales estaban dormidos, comenzaron las observaciones.
Utilizaron la grabación del potencial de campo local (LFP) para observar la actividad en los cerebros de los pulpos dormidos. LFP, que rastrea el potencial eléctrico que rodea a las neuronas, es un método electrofisiológico que puede captar señales de procesos cognitivos. Para la grabación de LFP, el equipo se basó en sondas insertadas en los cerebros de los animales. (Más tarde se usó un microscopio para confirmar con precisión qué partes del cerebro estaban escuchando estas sondas). También observaron cambios visibles en el comportamiento en el exterior.
Durante el sueño NREM, se detectó poca actividad en los cerebros de los pulpos y cualquier cambio de comportamiento fue extremadamente sutil. Hubo una cosa fascinante que surgió durante esta fase. Se detectó un cierto patrón de ondas cerebrales conocido como «huso del sueño», que también ocurre durante el sueño NREM humano. Aún no se sabe por completo qué hace exactamente un huso del sueño, aunque se cree que este patrón de onda está asociado con la memoria.
Sin embargo, aproximadamente una vez por hora, todo cambió cuando se inició el sueño REM. Las grabaciones de LFP mostraron un aumento notable en la actividad en los lóbulos frontal y vertical, las mismas regiones que previamente se encontró que tenían actividades similares a las del cerebro humano. Resultó que las grabaciones de LFP realizadas durante el sueño REM del pulpo eran extremadamente similares a las realizadas durante el estado de vigilia. Fue durante esta fase del sueño que los investigadores vieron que la piel de los cefalópodos cambiaba de color.
Cambio de pigmentos
El cambio de color del pulpo ocurre a nivel celular. Las células que contienen pigmento son los cromatóforos. Los sacos de pigmento en estas células contienen principalmente pigmentos marrones, negros, rojos y amarillos. Cuando los músculos alrededor de cada cromatóforo se aflojan, los sacos de pigmento se expanden, haciendo más visible el pigmento, mientras que se puede ver menos cuando los músculos se tensan y los sacos se contraen. Los científicos creen que es posible que los pulpos que monitorearon hayan estado practicando mentalmente el uso de este sistema para camuflarse en función de sus recuerdos; si eso es lo que estaban haciendo, podrían ser capaces de soñar.
“[REM sleep] los patrones de la piel operan bajo el control neuronal directo, lo que proporciona una ventana única al contenido de la actividad neuronal en el cerebro fuera de línea”, dijo el equipo de investigación en el estudio.
Reiter quiere seguir investigando el cerebro del pulpo durmiente y está especialmente interesado en averiguar si los cambios de color durante el sueño REM realmente son indicativos de sueños. ¿Realmente sueñan? No está mal para un invertebrado que existe desde hace 550 millones de años.
Nature, 2023. DOI: 10.1038/s41586-023-06203-4 (Acerca de los DOI).
Elizabeth Rayne es una criatura que escribe. Su trabajo ha aparecido en SYFY WIRE, Space.com, Live Science, Grunge, Den of Geek y Forbidden Futures. Cuando no está escribiendo, cambia de forma, dibuja o se disfraza de un personaje del que nadie ha oído hablar. Síguela en Twitter @quothravenrayne.