Los científicos han registrado con éxito la actividad cerebral de 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, publicado en línea en Current Biology el 23 de febrero, es un paso fundamental para descubrir 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 perfecto para estudiar en comparación con los mamíferos. Tienen un cerebro grande, un cuerpo sorprendentemente único y habilidades cognitivas avanzadas que se han desarrollado de manera completamente diferente a las de los vertebrados ». dijo la Dra. Tamar Gutnick, primera autora y ex investigadora postdoctoral en la Unidad de Física y Biología del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST).

Pero medir las ondas cerebrales de los pulpos ha resultado ser un verdadero desafío técnico. A diferencia de los vertebrados, los pulpos tienen un cuerpo blando, por lo que no tienen cráneo para anclar el equipo de grabación para evitar que se lo quiten.

« Los pulpos tienen ocho brazos poderosos y ultraflexibles, que pueden alcanzar absolutamente cualquier parte de su cuerpo », dijo el Dr. Gutnick. « Si tratáramos de conectarles cables, se arrancarían de inmediato, por lo que necesitábamos una forma de poner el equipo completamente fuera de su alcance, colocándolo debajo de su 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 durante el 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 ambiente con poco aire, permitieron hasta 12 horas de grabación continua.

Los investigadores eligieron Octopus cyanea, más comúnmente conocido como pulpo diurno, como su animal modelo, debido a su mayor tamaño. Anestesiaron a tres pulpos e implantaron un registrador en una cavidad en la pared muscular del manto. Luego, los científicos implantaron los electrodos en un área del cerebro del pulpo llamada lóbulo vertical y lóbulo frontal superior medio, que es el área más accesible. 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. Después de cinco minutos, los pulpos se recuperaron y pasaron las siguientes 12 horas durmiendo, comiendo y moviéndose alrededor de su tanque, mientras se registraba su actividad cerebral. Luego se retiraron el registrador 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 eran oscilaciones lentas y de larga duración que no se habían descrito antes.

Los investigadores aún no pudieron vincular estos patrones de actividad cerebral con comportamientos específicos de los videos. Sin embargo, esto no es del todo sorprendente, explicó el Dr. Gutnick, ya que no requerían que los animales realizaran tareas específicas de aprendizaje.

« Esta es un área que está asociada con el aprendizaje y la memoria, por lo que para explorar este circuito, realmente necesitamos hacer tareas de memoria repetitivas con los pulpos. ¡Eso 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 se puede usar 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 de su cuerpo y brazos..

« Este es un estudio realmente fundamental, pero es solo el primer paso », dijo el profesor Michael Kuba, 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 técnica significa que ahora tenemos la capacidad de mirar dentro de su cerebro mientras realizan tareas específicas. Eso es realmente emocionante y poderoso ».

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