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Organismos unicelulares,capaces de aprender nuevos comportamientos mediante asociación de estímulos

Consejo Superior de Investigaciones Científicas
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Amoeba proteus, una de las especies utilizadas en el estudio. Imagen: CSIC

La memoria asociativa es el principal tipo de aprendizaje mediante el cual los organismos complejos dotados de sistemas nerviosos evolucionados responden eficientemente a ciertos estímulos ambientales. Este comportamiento se había constatado en diferentes especies animales, desde cefalópodos hasta seres humanos, pero nunca había sido observado en células individuales.

Esta propiedad cognitiva fundamental se produce a través de mecanismos biológicos complejos mediante los cuales se aprende la conexión entre dos estímulos previamente no relacionados, o un comportamiento y un estímulo; Cuando dicho proceso tiene lugar, se supone que la asociación de estos estímulos se almacena en un sistema de memoria.

Un grupo científico multidisciplinar liderado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha demostrado que los organismos unicelulares son capaces de aprender nuevos comportamientos mediante asociación de estímulos.

Su estudio publicado en Nature Communications, muestra que dos especies unicelulares (Amoeba proteus y MEtamoeba leningradensis), y siguiendo el enfoque metodológico experimental que Ivan Pavlov realizó con perros, mostraron inequívocamente que los organismos unicelulares eran capaces de aprender nuevos comportamientos mediante asociación de estímulos. Según Idelfonso Martínez de la Fuente, investigador del CSIC en el Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura (CEBAS) y director del estudio.

Hemos puesto de manifiesto que estas células aprenden nuevos comportamientos migratorios, los recuerdan y memorizan durante largos periodos de tiempo (45 minutos en promedio), respecto de su ciclo celular (24 horas, en condiciones óptimas de laboratorio) y posteriormente los olvidan. Nunca hasta ahora se había observado semejantes comportamientos en organismos unicelulares“. “El descubrimiento del comportamiento condicionado de tipo pavloviano en organismos unicelulares pone de manifiesto un proceso fisiológico fundamental que gobierna la migración celularel condicionamiento asociativo celular“, explica el investigador.

La migración celular es un comportamiento sistémico, esencial en el desarrollo y el mantenimiento funcional tanto de las células libres como las de los organismos pluricelulares. En los humanos, la formación de los órganos durante el desarrollo embrionario, la respuesta inmune o la reparación de tejidos, por ejemplo, requieren de movimientos celulares migratorios muy precisos y complejos, añadió Martínez.

Los errores en el control de estos procesos migratorios celulares pueden tener consecuencias graves, como el retraso mental, el desarrollo de enfermedades cardiovasculares y el cáncer. El proceso metastático, por el cual las células cancerígenas abandonan un tumor primario y migran hacia otros órganos para formar tumores secundarios es la principal causa de muerte en los pacientes con cáncer.

El descubrimiento abre nuevas perspectivas de investigación, reforzando el papel de la epigenética como uno de los principales focos de avance en la investigación biológica.

Fuente: CSIC

Artículo: Ildefonso, M., Bringas, C., Malaina, I., Fedetz, M., Carrasco-Pujante, J., Morales, M., et al. (2019). Evidence of conditioned behavior in amoebaeNature communications10(1), 1-12.

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