Imagina que estás caminando en un bosque y estás rodando con el pie sobre el tronco de un árbol caído. Extendiéndose en la parte inferior, hay algo húmedo y amarillo, un poco como algo sobre lo que podrías haber estornudado, si esa cosa fuera de color amarillo plátano y se extendiera en ordenadas ramas fractales.
Lo que estás viendo es la forma del plasmodio. Vesarum polycephalum, Molde de limo de múltiples cabezas. Como otros mohos de limo que se encuentran en la naturaleza, juega un papel ecológico importante, ayudando a descomponer la materia orgánica para su reciclaje en la red alimentaria.
Este pequeño y extraño organismo no tiene cerebro ni sistema nervioso; su cuerpo de color amarillo brillante es solo una célula. Estas especies de moho limo han prosperado, casi sin cambios, durante mil millones de años en sus hábitats húmedos y en descomposición.
Y en la última década, la forma en que pensamos sobre la cognición y la resolución de problemas ha cambiado.
«Creo que es el mismo tipo de revolución que ocurrió cuando la gente se dio cuenta de que las plantas podían comunicarse entre sí», dice la bióloga Audrey Dussautur del Centro Nacional de Investigación Científica de Francia.
«Incluso estos pequeños microbios pueden aprender. Te da un poco de humildad».
P. Multi-cabezales en su entorno natural. (KayD / iNaturalist, CC BY-NC)
P. Multi-cabezales – Dussutour ha sido adorablemente apodado «The Blob» – no es exactamente raro. Se pueden encontrar en ambientes oscuros, húmedos y fríos como basura de hojas en el suelo del bosque. También es realmente extraño; Aunque lo llamamos «moho», en realidad no es un hongo. Tampoco es animal o vegetal, sino un miembro del Primer Reino, una especie de grupo general de cualquier cosa que no se pueda categorizar con precisión en los otros tres reinos.
Comienza su vida como muchas células individuales, cada una con un solo núcleo. Luego se fusionan para formar un archivo PlasmodiumEtapa de la vida vegetativa en la que un organismo se nutre y crece.
De esta forma, extendiéndose por las venas para buscar alimento y explorar su entorno, sigue siendo una sola célula, pero contiene millones o incluso miles de millones de núcleos que nadan en el líquido citoplasmático atrapado dentro de la membrana de color amarillo brillante.
Percepción sin mente
Como todos los seres vivos, P. Multi-cabezales Debe poder tomar decisiones sobre su entorno. Necesita encontrar comida y evitar el peligro. Necesita encontrar las condiciones ideales para su ciclo reproductivo. Y aquí es donde nuestro pequeño amigo amarillo se pone realmente interesante. P. Multi-cabezales No tiene sistema nervioso central. Ni siquiera tiene tejidos especializados.
Sin embargo, puede resolver acertijos complejos, como laberintos, y recordar nuevos materiales. El tipo de tareas que solíamos pensar que solo los animales podían hacer.
«Estamos hablando de cognición sin cerebro, por supuesto, pero también sin ninguna neurona. Por lo tanto, los mecanismos subyacentes, todo el marco de ingeniería de cómo maneja la información es muy diferente de la forma en que funciona su cerebro», dijo el biólogo Chris Reed. de la Universidad Macquarie en Australia Dile al sitio web ScienceAlert.
«Al proporcionarle los mismos desafíos de resolución de problemas que tradicionalmente les hemos presentado a los animales con cerebro, podemos comenzar a ver cómo este sistema fundamentalmente diferente puede conducir al mismo resultado. Como queda claro que para muchas de estas cosas – que siempre hemos pensado que se requiere un cerebro o algún tipo de sistema de procesamiento de información superior; esto no siempre es necesario «.
(David Villa / ScienceImage / CBI / CNRS)
P. Multi-cabezales Bien conocido por la ciencia. Durante décadas, ha sido, como explica el físico Hans-Günter Dobrenner de la Universidad de Bremen en Alemania, «la columna vertebral de la biología celular». Fue fácil de reproducir, mantener y estudiar.
Sin embargo, con el desarrollo de nuestras herramientas de análisis genético, organismos como ratones o líneas celulares como HeLa y. P. Multi-cabezales Cayó al costado del camino.
En 2000, el biólogo Toshiyuki Nakagaki de RIKEN en Japón sacó al pequeño monstruo de su retiro, no para la biología celular. su papel, Publicado en naturaleza, titulado «Resolución de laberintos de Amoebic». Eso es exactamente P. Multi-cabezales Se ha cumplido. Nakagaki y su equipo colocaron un trozo de plasmodio en un extremo del laberinto, una recompensa de comida (avena, porque P. Multi-cabezales Gustos bacterias de la harina de avena) En el otro, vieron lo sucedido.
Los resultados fueron asombrosos. Este pequeño y extraño organismo logró encontrar el camino más rápido a través de cada laberinto que se le lanzaba.
“Esto dio lugar a una serie de investigaciones sobre otros tipos de escenarios más desafiantes con los que podemos probar el moho de lodo”, dice Reed.
«Casi todos estos fueron sorprendentes de una forma u otra, sorprendiendo a los investigadores sobre cómo se desempeñaba realmente el moho de lodo. También reveló algunas limitaciones. Pero principalmente, fue una expedición sobre cómo esta simple criatura realiza las tareas que siempre se le han encomendado y se cree que es el dominio de los seres superiores «.
lleno de sorpresas
Nakagaki recreó el metro de Tokio, con los nodos de la estación marcados con avena; P. Multi-cabezales Casi exactamente recreado – A excepción de la versión de moho de lodo, era más poderoso de dañar, donde si se cortaba el eslabón, el resto de la malla podía continuar.
Sin embargo, otro equipo de investigadores descubrió que el objeto inicial podría resolver de manera eficiente el problema del viajante, una tarea matemática enormemente compleja que los programadores utilizan habitualmente para probar algoritmos.
A principios de este año, un equipo de investigadores descubrió que P. Multi-cabezales Puede «recordar» dónde se encontró previamente la comida basándose en la estructura de las venas en esa área. Esto siguió a una investigación previa de Dassuttor y sus colegas, quienes descubrieron que los grupos de moho de lodo pueden aprender y recordar materiales que no les gustan, y pasar esa información a otros grupos de moho de lodo una vez que se han unido.
«Todavía me sorprende lo complicado que es en cierto modo porque siempre te sorprenden con la experiencia y nunca harán exactamente lo que elijas hacer», dice Desthor.
En un caso, su equipo estaba probando un medio de crecimiento utilizado para células de mamíferos y quería ver si al viscoso le gustaría.
«El ella odiado El ella. Comenzó a construir esta extraña estructura en 3D para poder seguir adelante y escapar. Y yo dije, ‘Dios mío, este organismo’.
red de procesamiento شبكة
Aunque técnicamente es un organismo unicelular, P. Multi-cabezales Se considera una red que muestra un comportamiento colectivo. Cada parte del molde viscoso opera de forma independiente e intercambia información con sus secciones vecinas, sin procesamiento central.
«Creo que la analogía sería neuronas en el cerebro», dice Reed. «Tienes un cerebro compuesto por muchas neuronas, es lo mismo para el moho de baba».
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PHYSARM polycephalum, «el punto»
Apariencia de la red
Ondas de oscilación#Líquido viscoso pic.twitter.com/kJUhH0w05a– Audrey Dusseautour (@Docteur_Drey) 3 de abril de 2021
Esta analogía del cerebro es realmente interesante, y no sería la primera vez P. Multi-cabezales Se ha comparado con una red de neuronas. La topología y estructura de las redes cerebrales y los puntos del moho de lodo son muy similares, y ambos sistemas muestran oscilaciones.
No está del todo claro cómo se publica y comparte la información en el molde de limo, pero lo sabemos. P. Multi-cabezalesLas venas se contraen para actuar como una bomba peristáltica, empujando el líquido citoplasmático de una sección a otra. Las oscilaciones en este fluido parecen coincidir con encuentros con estímulos externos.
«Se cree que estas oscilaciones transmiten información y la procesan, en la forma en que interactúan y realmente producen comportamiento al mismo tiempo», dice Döbereiner a ScienceAlert.
«Si tienes una red de Visarum Al ir a un determinado alimento, cambia su patrón de oscilación cuando se encuentra con el azúcar: comienza a oscilar más rápido. Debido a estas oscilaciones más rápidas, todo el organismo comienza a cambiar su patrón de oscilación y comienza a fluir en la dirección donde se encontró la comida «.
El y sus colegas Artículo publicado recientemente Lo que muestra que estas oscilaciones son inusualmente similares a las oscilaciones que aparecen en el cerebro, solo un sistema hidrodinámico en lugar de señales eléctricas.
“Lo importante no es tanto que oscile y cómo se transmite la información”, explica, sino que oscila y que la topología es relevante: una neurona conectada a solo 100 o dos neuronas; ¿Es una neurona conectada solo a sus vecinas o está conectada a otras neuronas muy lejanas?
P. Multi-cabezales Crece en un modelo de tamaño natural de un cráneo humano. (Andrew Adamatsky, Vida artística, 2015)
Definición de cognición
Por muy emocionantes que parezcan sus aventuras, cualquier investigador que trabaje con ella te lo dirá. P. Multi-cabezales No es en sí mismo un cerebro. No es capaz de un procesamiento de alto nivel o un razonamiento abstracto, hasta donde sabemos.
Tampoco es probable que se convierta en algo parecido a un cerebro, por intrigante que parezca el concepto. El organismo ha tenido mil millones de años para hacer esto y no muestra signos de ir en esa dirección (aunque si a alguno de los escritores de ciencia ficción le gusta la idea, no dude en participar).
En términos de biología general, el moho del limo es bastante simple. Y con este mismo hecho, cambia la forma en que entendemos la resolución de problemas.
Al igual que otros seres vivos, necesita comida, necesita navegar por su entorno y necesita un lugar seguro para crecer y reproducirse. Estos problemas pueden ser complejos, sin embargo P. Multi-cabezales Puede resolverse por su estructura cognitiva muy limitada. Lo hace a su manera simple y con sus propias limitaciones, dice Reed, «pero eso en sí mismo es una de las cosas buenas del sistema».
En cierto sentido, nos deja con un organismo, una burbuja húmeda, pegajosa y amante de la humedad, nuestra percepción es fundamentalmente diferente a la nuestra. Y al igual que el metro de Tokio, esto puede enseñarnos nuevas formas de resolver nuestros problemas.
«Nos enseña la naturaleza de la inteligencia, realmente, y desafía ciertas perspectivas, y fundamentalmente expande el concepto», dice Reed.
«Nos obliga a desafiar estas antiguas creencias humanas de que somos únicos y capaces de mucho más que otras criaturas».