Los científicos han registrado las primeras ondas cerebrales de pulpos que se mueven libremente

resumen: Al implantar electrodos y monitorear datos, los investigadores lograron capturar la actividad cerebral de los pulpos que se mueven libremente. La actividad cerebral registrada puede resolver muchas preguntas sobre el comportamiento del pulpo, incluidas la locomoción, la cognición y las habilidades de aprendizaje.

fuente: oist

Los científicos lograron registrar la actividad cerebral de los pulpos que se mueven libremente, una hazaña que fue posible gracias a la implantación de electrodos y un registrador de datos directamente en las criaturas.

El estudio fue publicado en línea en Biología actual 23, un paso crítico en el descubrimiento de cómo los cerebros de los pulpos controlan su comportamiento, y podría proporcionar pistas sobre los principios comunes necesarios para que ocurra la inteligencia y la cognición.

«Si queremos entender cómo funciona el cerebro, los pulpos son el animal ideal para estudiar en comparación con los mamíferos. Tienen un cerebro grande, un cuerpo asombrosamente único y habilidades cognitivas avanzadas que han evolucionado de manera completamente diferente a la de los vertebrados. Tecnología (OIST) .

Pero medir las ondas cerebrales del pulpo ha demostrado ser un verdadero desafío técnico. A diferencia de los vertebrados, los pulpos tienen cuerpos blandos, por lo que no tienen un cráneo para sostener un dispositivo de grabación para evitar que se lo quiten.

«Los pulpos tienen ocho brazos muy fuertes y flexibles, que pueden llegar a cualquier parte del cuerpo», dijo el Dr. Gutnick. “Si tratáramos de cablearlos, se romperían instantáneamente si los cortamos, por lo que necesitábamos una manera de poner el equipo completamente fuera de su alcance, metiéndolo debajo de la piel”.

Los investigadores se decidieron por registradores de datos pequeños y livianos como solución, que fueron diseñados originalmente para rastrear la actividad cerebral de las aves en vuelo. El equipo adaptó los dispositivos para hacerlos impermeables, pero lo suficientemente pequeños como para caber fácilmente dentro de los pulpos. Las baterías, que debían funcionar en un entorno con poca cantidad de aire, permitieron una grabación continua de hasta 12 horas.

Los investigadores eligieron pulpo cian, hoy más conocido como pulpo, como su animal típico, debido a su mayor tamaño. Anestesiaron a tres pulpos e implantaron un dispositivo de grabación en una cavidad en la pared del músculo del manto.

Luego, los científicos implantaron los electrodos en un área del cerebro del pulpo llamada lóbulo cefálico y lóbulo frontal medial superior, que es el área de más fácil acceso. También se cree que esta región del cerebro es importante para el aprendizaje visual y la memoria, que son procesos cerebrales que el Dr. Gutnick está particularmente interesado en comprender.

Una vez que se completó la cirugía, el pulpo fue devuelto a su tanque de origen y monitoreado por video. Después de cinco minutos, los pulpos se recuperaron y pasaron las siguientes 12 horas durmiendo, comiendo y moviéndose alrededor de su pelvis, mientras se registraba su actividad cerebral. Luego se retiraron la grabadora y los electrodos de los pulpos y los datos se sincronizaron con el video.

Los investigadores identificaron varios patrones distintos de actividad cerebral, algunos de los cuales eran similares en tamaño y forma a los observados en los mamíferos, mientras que otros tenían oscilaciones extremadamente largas y lentas que no se habían descrito antes.

Los investigadores aún no han podido correlacionar estos patrones de actividad cerebral con comportamientos específicos de los videos. Sin embargo, esto no es del todo sorprendente, explicó el Dr. Gutnick, porque no les pidieron a los animales que realizaran tareas de aprendizaje específicas.

«Esta es un área asociada con el aprendizaje y la memoria, por lo que para explorar este circuito realmente necesitamos hacer tareas de memoria repetitivas con pulpos. ¡Es algo que esperamos hacer muy pronto!»

Los investigadores también creen que este método de registrar la actividad cerebral de los pulpos que se mueven libremente podría usarse en otras especies de pulpos y podría ayudar a resolver preguntas en muchas otras áreas de la cognición de los pulpos, incluida la forma en que aprenden, socializan y controlan el movimiento del cuerpo y los brazos. .

«Este es un estudio realmente fundamental, pero es solo un primer paso», dijo el profesor Michael Cuba, quien dirigió el proyecto en la Unidad de Física y Biología de OIST y ahora continúa en la Universidad de Nápoles Federico II.

«Los pulpos son muy inteligentes, pero en este momento sabemos muy poco sobre cómo funcionan sus cerebros. Esta tecnología significa que ahora tenemos la capacidad de observar sus mentes mientras realizan tareas específicas. Esto es realmente emocionante y poderoso».

El estudio involucró una colaboración internacional entre investigadores en Japón, Italia, Alemania, Ucrania y Suiza.

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Sobre esta investigación en Neuroscience News

autor: tomomi okubo
fuente: oist
comunicación: Tomomi Okubo – OIST
imagen: Imagen acreditada a Kisho Asada

Búsqueda original: Acceso cerrado.
«Registro de la actividad eléctrica del cerebro de un pulpo que se comportaEscrito por Tamar Gutnik et al. Biología actual

un resumen

Registro de la actividad eléctrica del cerebro de un pulpo que se comporta

Los pulpos, considerados entre los invertebrados más inteligentes, no tienen esqueleto y tienen ocho brazos muy flexibles cuyas actividades sensoriales y motoras son independientes y están coordinadas por un complejo sistema nervioso central.

El cerebro del pulpo consta de un gran número de neuronas, organizadas en muchos lóbulos distintos, y sus funciones se han propuesto en base a los resultados de experimentos con lesiones. En otras especies, la actividad cerebral se relaciona con el comportamiento implantando electrodos y vinculando la actividad eléctrica directamente con el comportamiento de los animales observados.

Sin embargo, debido a que el pulpo carece de una estructura sólida a la que se le pueda conectar un equipo de registro, y debido a que utiliza sus ocho brazos flexibles para eliminar cualquier cuerpo extraño adherido al exterior de su cuerpo, el registro in vivo de la actividad eléctrica del comportamiento del pulpo tiene resultó en una falta de estabilidad. Ahora eso no es posible.

Aquí describimos una nueva técnica para insertar un registrador de datos portátil en un pulpo e implantar electrodos en el sistema del lóbulo cefálico, de modo que la actividad cerebral se puede registrar durante un máximo de 12 horas en pulpos no anestesiados y sin restricciones, y sincronizar con grabaciones de video simultáneas del comportamiento. . En la actividad cerebral, identificamos varios patrones distintos que aparecían consistentemente en todos los animales. Si bien algunos se parecen a los patrones de actividad en el tejido nervioso de los mamíferos, no se han informado otras oscilaciones, como bucles de 2 Hz, grandes amplitudes y oscilaciones.

Este estudio proporciona la primera visión de la actividad cerebral del comportamiento del pulpo y representa un paso crucial hacia la comprensión de cómo el cerebro controla el comportamiento en estos fascinantes animales.