La siesta en dos fases del pulpo abre la puerta a que tengan ensoñaciones

¿Estaba 'Heidi' recreando en sueños una escena emocionante de su vida cotidiana? ¿O solo tenía contracciones musculares?

Los científicos no se ponen de acuerdo en este punto, pero un nuevo estudio del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST), en colaboración con la Universidad de Washington, puede arrojar luz al respecto.

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Los investigadores examinaron la actividad cerebral y el patrón de la piel en estos cefalópodos (Octopus laqueus) mientras duermen y concluyeron que su comportamiento de sueño es muy similar al de los humanos. A una fase tranquila le sigue una activa muy similar a la vigilia, en la que se producen breves estallidos de actividad frenética: sus brazos y ojos tiemblan, su ritmo respiratorio se acelera y su piel brilla con colores vibrantes como cuando está despierto. Esta actividad es comparable a la de movimientos oculares rápidos (REM) en los mamíferos, la fase en la que ocurren 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», dice el autor principal, Sam Reiter, quien dirige la Unidad de Neuroetología Computacional en 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», afirma Leenoy Meshulam, física estadística de la Universidad de Washington.

Para comenzar, según cuenta en la revista 'Nature', 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, los pulpos requerían una estimulación más fuerte antes de reaccionar, en comparación con cuando estaban despiertos. El equipo también descubrió que si impedían que los pulpos durmieran o los interrumpían durante la fase activa del sueño, después entraban en el sueño activo antes y con mayor frecuencia.

«Este comportamiento compensatorio determina la etapa activa como una etapa esencial del sueño que se necesita para que los pulpos funcionen correctamente», dice Aditi Pophale, coautora del estudio y estudiante de doctorado en OIST.

Los investigadores también profundizaron en la actividad cerebral de los pulpos cuando están despiertos y dormidos. 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 Tomoyuki Mano, coautor del estudio, 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 sugiere que cumplen una función similar.

Aproximadamente una vez por hora, los pulpos entraron en una fase de sueño activo durante un minuto. Durante esta etapa, la actividad cerebral de los pulpos se parecía mucho a la que tenían mientras estaban despiertos, al igual que el sueño REM en los humanos.

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», explica 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 pulpos recorrieron estos mismos patrones de piel.

Según los científicos, las similitudes entre el sueño activo y los estados de vigilia podrían explicarse por una variedad de razones. 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 de qué tipo de sueños tuvieron 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», señala Reiter.

Actualmente los científicos no saben cuál de estas explicaciones, si es que hay alguna, podría ser correcta, por lo que continuarán con sus investigaciones.