Inteligencia artificial
Medusas lunares y redes neuronales
Medusa lunaAurelia Aurita), que están presentes en casi todos los océanos del mundo, ahora están siendo estudiados por investigadores para aprender cómo funcionan sus redes neuronales. Mediante el uso de sus campanas translúcidas que miden de tres a 30 centímetros, los cnidarios son capaces de moverse de manera muy eficiente.
El autor principal del estudio es Fabian Pallasdies del grupo de investigación de computación y dinámica de redes neuronales del Instituto de Genética de la Universidad de Bonn.
“Estas medusas tienen músculos en forma de anillo que se contraen, empujando así el agua fuera de la campana”, explica Pallasdies.
La eficiencia de sus movimientos proviene de la capacidad de la medusa luna para crear vórtices en el borde de su campana, lo que a su vez aumenta la propulsión.
“Además, solo la contracción de la campana requiere fuerza muscular; la expansión ocurre automáticamente porque el tejido es elástico y vuelve a su forma original”, continúa Pallasdies.
El grupo de científicos ahora ha desarrollado un modelo matemático de las redes neuronales de las medusas lunares. Se utiliza para investigar las redes neuronales y cómo regulan el movimiento de la medusa luna.
El profesor Dr. Raoul-Martin Memmesheimer es el jefe del grupo de investigación.
“Las medusas se encuentran entre los organismos más antiguos y simples que se mueven en el agua”, dice.
El equipo ahora analizará los orígenes de su sistema nervioso y otros organismos.
Las medusas se han estudiado durante décadas y se recopilaron extensos datos neurofisiológicos experimentales entre las décadas de 1950 y 1980. Los investigadores de la Universidad de Bonn utilizaron los datos para desarrollar su modelo matemático. Estudiaron células nerviosas individuales, redes de células nerviosas, el animal completo y el agua circundante.
“El modelo se puede usar para responder a la pregunta de cómo la excitación de las células nerviosas individuales da como resultado el movimiento de la medusa luna”, dice Pallasdies.
Las medusas luna son capaces de percibir su ubicación a través de estímulos luminosos y con un órgano de equilibrio. El animal tiene formas de corregirse cuando lo gira la corriente del océano. Esto a menudo implica compensar el movimiento e ir hacia la superficie del agua. Los investigadores confirmaron a través de su modelo matemático que las medusas usan una red neuronal para nadar en línea recta y dos para movimientos de rotación.
La actividad de las células nerviosas se mueve a lo largo de la campana de la medusa en un patrón similar a una onda, y la locomoción funciona incluso cuando se lesionan grandes porciones de la campana. Los científicos de la Universidad de Bonn ahora pueden explicar esto con sus simulaciones.
“Las medusas pueden captar y transmitir señales en su campana en cualquier momento”, dice Pallasdies. “Cuando una célula nerviosa se dispara, las otras también se disparan, incluso si las secciones de la campana están dañadas”.
La medusa luna es la última especie de animal en la que se están estudiando las redes neuronales. El entorno natural puede proporcionar muchas respuestas a nuevas preguntas que giran en torno a las redes neuronales, la inteligencia artificial, la robótica y más. Actualmente, se están desarrollando robots submarinos basados en los principios de natación de las medusas.
“Quizás nuestro estudio pueda ayudar a mejorar el control autónomo de estos robots”, dice Pallasdies.
Los científicos esperan que su investigación y el trabajo en curso ayuden a explicar la evolución temprana de las redes neuronales.
