Un"algo" inteligente

Imagina caminar por el bosque y golpear un tronco con el pie. En su parte inferior hay algo húmedo, amarillo y ramificado en hermosas ramas fractales.

Es un Plasmodium Physarum polycephalum, un moho mucílago de múltiples cabezas. Al igual que otros mohos mucosos que se encuentran en la naturaleza, desempeña un papel ecológico importante al ayudar a descomponer la materia orgánica para luego devolverla a la red alimentaria.

Este pequeño y extraño organismo no tiene cerebro ni sistema nervioso; su cuerpo amarillo brillante es solo una célula. Esta especie de moho mucoso ha florecido, más o menos sin cambios, durante mil millones de años en sus hábitats húmedos.

Y en la Última década, ha cambiado nuestra visión de la cognición y cómo resolver problemas complejos.

"Creo que esta es la misma revolución que ocurrió cuando los humanos se dieron cuenta de que las plantas podían comunicarse entre sí", dice la bióloga Audrey Dussoutour, del centro nacional de investigación científica de Francia. "Incluso estos pequeños microbios pueden aprender".

P. polycephalum, a quien Dussoutur le dio el adorable apodo de "Bola", no es una especie rara. Se puede encontrar en ambientes oscuros, húmedos y fríos, como la hojarasca en el bosque. Además, es muy inusual: aunque lo llamamos "moho", en realidad no es un hongo. No es un animal ni una planta, sino un representante del Reino Protista, una especie de grupo completo para todo lo que no se puede atribuir de manera inequívoca a los otros tres reinos.

Comienza su vida como muchas células individuales, cada una con un solo núcleo. Luego se fusionan para formar el plasmodio, la etapa vegetativa de la vida en la que el cuerpo se alimenta y crece.

De esta manera, al dispersarse por las venas en busca de alimento y estudiar su entorno, sigue siendo una sola célula, pero contiene millones o incluso miles de millones de núcleos que flotan en el líquido citoplásmico encerrado en una membrana amarilla brillante.

Como todos los organismos, P. polycephalum necesita ser capaz de tomar decisiones sobre el medio ambiente. Debe buscar comida y evitar el peligro. Necesita encontrar las condiciones ideales para su ciclo reproductivo. Y ahí es donde nuestro pequeño amigo amarillo se vuelve realmente interesante. P. polycephalum no tiene sistema nervioso central. Ni siquiera tiene telas especializadas.

Sin embargo, puede resolver rompecabezas complejos, como laberintos, y memorizar nuevas sustancias. Tareas que antes creíamos que solo podían hacer los animales.

"Estamos hablando de cognición sin cerebro, obviamente, pero también sin neuronas en absoluto. Por lo tanto, los mecanismos subyacentes, toda la arquitectura de cómo funciona con la información, son completamente diferentes de cómo funciona su cerebro", dice el biólogo Chris Reed de la Universidad Macquarie en Australia. "Al asignarle las mismas tareas de resolución de problemas que tradicionalmente le hemos dado a los animales con cerebros, podemos comenzar a comprender cómo este sistema fundamentalmente diferente puede llegar al mismo resultado. Aquí es donde queda claro que para muchas de estas cosas, que siempre hemos creído que requieren un cerebro o algún tipo de sistema de procesamiento de información superior, no siempre es necesario".

P. polycephalum es bien conocido por la ciencia. Hace décadas, como explicó el físico Hans-Günther Debereiner de la Universidad de Bremen en Alemania, era el "caballo de batalla de la biología celular". Era fácil de clonar, almacenar y estudiar.

Sin embargo, a medida que evolucionaron las herramientas de análisis genético, organismos como ratones o cepas celulares como HeLa fueron reemplazados y P. polycephalum pasó a un segundo plano.

En 2000, el biólogo Toshiyuki Nakagaki del Instituto RIKEN de Japón lo resucitó, y no para la biología celular. Su artículo, publicado en la revista Nature, se tituló "Resolver laberintos por un organismo ameboide", y eso es exactamente lo que hizo P. polycephalum.

Nakagaki y su equipo colocaron un trozo de plasmodio en un extremo del laberinto, una recompensa nutricional (avena, porque a P. polycephalum le gusta la bacteria de la avena) en el otro, y observaron lo que estaba sucediendo.

Los resultados fueron asombrosos. Este extraño y pequeño organismo acelular pudo encontrar el camino más rápido a través de todos los laberintos que se le ofrecían.

"Esto ha provocado una ola de investigación sobre en qué escenarios aún más complejos podemos experimentar moho mucoso", dice Reed. "Prácticamente todos fueron, en cierta medida, inesperados y sorprendieron a los investigadores por la forma en que realmente se manifestó el moho mucoso. También surgieron algunas limitaciones. Pero sobre todo fue un viaje con revelaciones sobre cómo este ser simple puede realizar tareas que siempre se han establecido y considerado el destino de los organismos superiores".

Nakagaki recreó el metro de Tokio con nodos de estaciones Etiquetados con avena; P. polycephalum lo recreó casi exactamente, excepto que la versión de moho mucoso era más resistente al daño y si se rompía algún enlace, el resto de la red podía continuar.

Otro grupo de investigadores descubrió que esta especie puede resolver efectivamente el problema del vendedor ambulante, un problema matemático exponencialmente complejo que los programadores suelen usar para probar algoritmos.

A principios de este año, un equipo de investigadores descubrió que P. polycephalum puede "recordar" los lugares donde había encontrado alimentos anteriormente, según la estructura de las venas en esa área. Esto siguió a investigaciones previas de Dussoutur y sus colegas, quienes descubrieron que el moho mucoso puede estudiar y recordar sustancias que no le gustan y transmitir esa información a otros mohos mucosos una vez que se fusionan.

"Todavía me sorprende lo difíciles que son, de alguna manera, porque siempre te sorprenden en un experimento, nunca harán exactamente lo que quieres", dice Dussoutour.

En un caso, su equipo estaba probando un medio de cultivo de células de mamíferos y quería saber si le gustaría el moco.

"Ella la odiaba. Ella comenzó a construir esta extraña estructura tridimensional para que pudiera moverse a lo largo del plomo y escapar. Y dije: 'Dios mío, este organismo es inteligente'".

Aunque técnicamente es un organismo unicelular, P. polycephalum se considera una red que muestra un comportamiento colectivo. Cada parte del moho mucoso funciona de forma independiente e intercambia información con las partes adyacentes, sin un procesamiento centralizado.

"Creo que un análogo podría ser las neuronas en el cerebro", dijo Reed. "Tienes un cerebro compuesto por muchas neuronas, lo mismo sucede con el moho mucoso".

Esta analogía del cerebro es realmente intrigante, y esta no es la primera vez que P. polycephalum se compara con una red de neuronas. La topología y la estructura de las redes del cerebro y el moho mucoso son muy similares, y ambos sistemas muestran oscilaciones.

No está del todo claro cómo se propaga e intercambia la información en el moho mucoso, pero sí sabemos que las venas de P. polycephalum se contraen y actúan como una bomba peristáltica, destilando el líquido citoplásmico de una sección a otra. Y las fluctuaciones en este fluido parecen coincidir con encuentros con estímulos externos.

"Se cree que estas oscilaciones transmiten información, procesan información interactuando entre sí y, de hecho, crean comportamientos al mismo tiempo", dijo Debereiner a ScienceAlert. "Si la red Physarum va a un alimento en particular, cuando se encuentra con el azúcar, cambia la naturaleza de las fluctuaciones: comienza a oscilar más rápido. Debido a estas fluctuaciones más rápidas, todo el organismo comienza a cambiar su patrón de oscilación y comienza a fluir en la dirección donde se encontró la comida".

En 2021, él y sus colegas publicaron un trabajo en el que demostraron que estas oscilaciones son extremadamente similares a las observadas en el cerebro, solo que son un sistema hidrodinámico y no señales eléctricas.

"Lo que importa no es tanto lo que fluctúa y cómo se transporta la información", explica, "sino que fluctúa y que la topología importa: si una neurona está conectada a 100 neuronas o solo a dos; si una neurona está conectada solo a sus vecinos o está conectada a otra neurona muy lejos".

Por muy emocionantes que puedan parecer sus acciones, cualquier investigador que trabaje con él le dirá que P. polycephalum no es un cerebro en sí mismo. Por lo que podemos decir, no es capaz de procesamiento de datos de alto nivel o pensamiento abstracto.

Por intrigante que parezca la idea, el moco tampoco es capaz de evolucionar hacia algo parecido al cerebro. El organismo ha tenido mil millones de años para hacerlo, y no muestra signos de moverse en esa dirección.

En términos de biología general, el moho mucoso es extremadamente simple. Y es este hecho el que cambia nuestra visión de la solución de problemas.

Al igual que otros organismos, necesita comida, necesita navegar por su entorno, necesita un lugar seguro para crecer y reproducirse. Estos problemas pueden ser complejos y, sin embargo, P. polycephalum puede abordarlos con su arquitectura cognitiva extremadamente limitada. Lo hace a su manera simple y con sus limitaciones", dice Reed, "pero eso en sí mismo es una de las características hermosas del sistema".

En cierto modo, nos deja con un cuerpo, un coágulo húmedo, viscoso y amante de la humedad, cuya cognición es fundamentalmente diferente de la nuestra. Ion puede enseñarnos nuevas formas de resolver nuestros propios problemas.

"Nos enseña la naturaleza de la inteligencia al desafiar ciertos puntos de vista y, esencialmente, ampliar el concepto", dijo Reed. "Nos obliga a desafiar estas creencias antropocéntricas arraigadas de que somos únicos y capaces de mucho más que otras criaturas".