Las amebas pueden aprender a partir de estímulos, como los perros de Pávlov

A principios del siglo XX, el psicólogo ruso Iván Pávlov realizó una serie de experimentos con perros en los que demostraba que estos animales podían aprender como respuesta a unos estímulos. Ahora, por primera vez en la historia, un grupo multidisciplinar de científicos españoles ha demostrado que los organismos unicelulares también son capaces de aprender nuevos comportamientos mediante asociación de estímulos, algo que ya se había constatado en diferentes especies pero que jamás se había observado en células individuales. Estaríamos ante algo así como 'las amebas de Pávlov'. 

Este sorprendente hallazgo, publicado en la revista 'Nature Communications', ha sido liderado por científicos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)  en colaboración con investigadores de la Universidad de El País Vasco, la Universidad Ben-Gurion de Israel y del Hospital Universitario de Cruces. Se trata del primer estudio en el que se demuestra que estas células pueden modificar su comportamiento durante la migración por asociación de estímulos. 

Los investigadores explican que conocer estos procesos migratorios celulares es crucial, puesto que un error en este momento puede tener consecuencias graves como el retraso mental, el desarrollo de enfermedades cardiovasculares y el cáncer, explica el CSIC en una nota. Este descubrimiento, a su vez, abre nuevas perspectivas de investigación y refuerza el papel de la epigenética como uno de los principales focos de avance en la investigación biológica.

"El condicionamiento asociativo es el principal tipo de aprendizaje mediante el cual los organismos dotados de sistema nervioso central (desde los seres humanos a los cefalópodos) responden eficientemente a los estímulos ambientales", explica Ildefonso Martínez de la Fuente, investigador del CSIC en el Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura (CEBAS) y director del estudio.

Las amebas de Pávlov

Para demostrar la existencia de un comportamiento condicionado en organismos unicelulares, los investigadores han estudiado dos especies unicelulares (Amoeba proteus y Metamoeba leningradensis) siguiendo el enfoque metodológico experimental que el científico Pávlov realizó con perros y que en 1904 fue reconocido con un Premio Nobel. 

"Hemos utilizado un campo eléctrico como estímulo condicionado y un péptido quimiotáctico específico como estímulo no condicionado, y a continuación hemos analizado las trayectorias migratorias de más de 700 células individuales bajo diferentes condiciones experimentales", indica el investigador. "Los resultados mostraron inequívocamente que los organismos unicelulares eran capaces de aprender nuevos comportamientos mediante asociación de estímulos", añade.

"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", añade Martínez de la Fuente.

La constatación de esta nueva propiedad celular, permitirá comprender muchos procesos que hasta ahora no podían ser explicados con el actual marco conceptual, y abre una nueva perspectiva investigadora para las Ciencias de la Vida.