Los pulpos hacen la transición entre dos etapas de sueño —una tranquila y una activa que se asemeja al sueño REM en los mamíferos—. Así se desprende de un nuevo estudio científico, donde se sugiere que estos hijos de Cthulhu sueñan como los humanos.
Cuando los pulpos duermen, sus tranquilos períodos de sueño se ven interrumpidos por breves estallidos de actividad frenética. Sus brazos y ojos tiemblan, su ritmo respiratorio se acelera y su piel brilla con colores vibrantes.
Ahora, investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST), en colaboración con la Universidad de Washington, han examinado de cerca la actividad cerebral y el patrón de la piel en pulpos (Octopus laqueus) durante este período activo de sueño y han descubierto que se parecen mucho a la actividad neuronal y el patrón de comportamiento de la piel visto cuando está despierto.
La actividad similar a la de la vigilia también ocurre durante el sueño de movimientos oculares rápidos (REM) en los mamíferos —la fase en la que tenemos la mayoría de los sueños—.
«Todos los animales parecen mostrar algún tipo de sueño, incluso los animales simples como las medusas y las moscas de la fruta. Pero durante mucho tiempo, solo se sabía que los vertebrados alternaban entre dos etapas de sueño diferentes», dijo el autor principal, el profesor Sam Reiter, quien dirige la Unidad de Neuroetología Computacional en OIST.
Durante el sueño tranquilo, el pulpo parece blanco e inmóvil. Este sueño tranquilo se ve interrumpido por ráfagas de sueño que muestran una actividad similar a la de una vigilia (sueño activo) aproximadamente cada hora. Crédito: Keishu Asada (OIST).
Estas nuevas revelaciones sobre cómo duermen los pulpos se produjeron a través de una visita a OIST del Dr. Leenoy Meshulam, físico estadístico de la Universidad de Washington, quien pasó tres meses como invitado del Programa de Visitantes de Ciencias Teóricas de OIST.
«El hecho de que el sueño en dos etapas haya evolucionado de forma independiente en criaturas lejanamente relacionadas, como los pulpos, que tienen estructuras cerebrales grandes pero completamente diferentes a las de los vertebrados, sugiere que poseer una etapa activa —similar a la de la vigilia— puede ser una característica general de la cognición compleja», comentó el Dr. Meshulam.
Ondas cerebrales
Para comenzar, los científicos verificaron si los pulpos estaban realmente dormidos durante este período activo. Probaron cómo respondían a un estímulo físico y descubrieron que, tanto en la etapa tranquila como en la activa del sueño, requerían una estimulación más fuerte antes de reaccionar, en comparación con cuando estaban despiertos. El equipo también advirtió que si impedía que los pulpos durmieran o los interrumpía durante la fase activa del sueño, luego entraban en el sueño activo antes y con más frecuencia.
«Este comportamiento compensatorio determina la etapa activa como una etapa esencial del sueño que se necesita para que los pulpos funcionen correctamente», dijo Aditi Pophale, coautora y estudiante de doctorado en OIST.
Asimismo, los investigadores profundizaron en la actividad cerebral de los pulpos cuando están despiertos y dormidos.
Movimientos durante etapa activa del sueño. Crédito: Aditi Pophale et al.
Durante el sueño tranquilo, los científicos observaron ondas cerebrales características que se asemejan mucho a ciertas formas de onda observadas durante el sueño no REM en cerebros de mamíferos —llamadas husos del sueño—. Aunque la función exacta de estas formas de onda no está clara ni siquiera en los humanos, los científicos creen que ayudan a consolidar los recuerdos.
Utilizando un microscopio de última generación construido por el coautor, el Dr. Tomoyuki Mano, los investigadores determinaron que estas ondas similares a husos del sueño se producen en regiones del cerebro de los pulpos asociadas con el aprendizaje y la memoria, lo que apunta a que cumplen potencialmente una función similar a la que tienen en humanos.
Aproximadamente una vez por hora, los pulpos entraron en una fase de sueño activo durante alrededor de un minuto. Durante esta etapa, la actividad cerebral de los pulpos se parecía mucho a su actividad cerebral mientras estaban despiertos.
Piel en 8K
El grupo de investigación también capturó y analizó los patrones cambiantes de la piel de los pulpos cuando están despiertos y dormidos en una resolución ultra alta de 8K.
«Al filmar en una resolución tan alta, podemos ver cómo se comporta cada célula pigmentada individual para crear un patrón de piel general», precisó el Dr. Meshulam. «Esto podría ayudarnos a crear modelos simples de patrones de piel para comprender los principios generales del comportamiento de los patrones de vigilia y sueño».
Cuando están despiertos, los pulpos controlan miles de diminutas células pigmentadas en su piel, creando una amplia gama de diferentes patrones de piel. Usan estos patrones para camuflarse en diferentes entornos y en exhibiciones sociales o de amenazas, como advertir a los depredadores y comunicarse entre sí. Durante el sueño activo, los científicos informaron que los pulpos recorrieron estos mismos patrones de piel.
Teorías
Las similitudes entre el sueño activo y los estados de vigilia podrían explicarse por una variedad de razones, dijeron los autores del estudio publicado en Nature. Una teoría es que los pulpos pueden estar practicando sus patrones de piel para mejorar su comportamiento de camuflaje cuando están despiertos, o simplemente para mantener las células pigmentarias.
Otra idea intrigante es que los pulpos podrían estar reviviendo y aprendiendo de sus experiencias de vigilia, como cazar o esconderse de un depredador, y reactivar el patrón de piel asociado con cada experiencia. En otras palabras, podrían estar haciendo algo similar a soñar.
«En este sentido, mientras que los humanos pueden informar verbalmente qué tipo de sueños tuvieron solo una vez que se despiertan, el patrón de la piel de los pulpos actúa como una lectura visual de su actividad cerebral durante el sueño», dijo el profesor Reiter.
«Actualmente no sabemos cuál de estas explicaciones, si es que hay alguna, podría ser correcta. Estamos muy interesados en investigar más a fondo», concluyó.
Fuente: OIST. Edición: MP.
Los pulpos sueñan de una manera sorprendentemente similar a los humanos