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Charla «El increíble cerebro y la piel mutable de los pulpos y otros cefalópodos» de TED2019 en español.
Los pulpos, calamares y sepias (pertenecientes al grupo de los cefalópodos) tienen cerebros poco usuales, enormes y distribuidos por su organismo. ¿Qué hacen con todo ese poder neural? Sumérgete en los océanos junto al biólogo marino Roer Hanlon, quien nos muestra videos fascinantes de las habilidades de camuflaje de los cefalópodos, capaces de cambiar su color de piel y textura en un instante. Aprende más sobre cómo la piel inteligente de estos animales y su habilidad para exhibirla de formas sofisticadas podría considerarse evidencia de que existe otro tipo de inteligencia, y cómo esto podría contribuir al desarrollo de la Inteligencia Artificial, la industria de los cosméticos y más.
- Autor/a de la charla: Roger Hanlon
- Fecha de grabación: 2019-04-15
- Fecha de publicación: 2019-05-31
- Duración de «El increíble cerebro y la piel mutable de los pulpos y otros cefalópodos»: 810 segundos
Traducción de «El increíble cerebro y la piel mutable de los pulpos y otros cefalópodos» en español.
Este cerebro es extraño y maravilloso, y plantea la idea de una inteligencia alternativa en nuestro planeta.
Este cerebro pertenece a un cuerpo con forma muy insólita, ya que tiene lo que equivale a pequeños cerebros satélite distribuidos por todo el cuerpo.
¿Qué tan diferente es del cerebro humano?
Muy diferente, al parecer.
Tan diferente que mis colegas y yo tenemos dificultades para entender cómo funciona este cerebro.
Pero lo que puedo asegurarles es que este cerebro puede hacer cosas increíbles.
En definitiva,
¿de quién es este cerebro?
Acompáñenme en esta zambullida en el océano, donde comenzó la vida, y averigüémoslo.
Puede que hayan visto esto antes: estamos detrás de un arrecife de coral y podemos ver esta roca allí, mucha arena y peces nadando.
De repente aparece este pulpo, se vuelve blanco en un instante, me arroja tinta al rostro y huye.
En cámara lenta, pueden notar el aro que aparece alrededor del ojo, y luego el patrón que se forma en la piel.
Y vean ahora cómo cambia la textura 3D de la piel para crear este hermoso camuflaje 3D.
Tiene en la piel 25 millones de células con pigmentos denominadas «cromatóforos» y esos relieves que llamamos «papilas».
Puede controlarlas de forma neural y hacerlas cambiar instantáneamente.
Yo estimo que el camuflaje dinámico es un tipo de inteligencia.
El nivel de complejidad de la piel para cambiar con gran precisión es verdaderamente extraordinario.
¿Cómo puede aprovecharse esta piel?
Consideremos qué otras cosas pueden hacer con la piel, además de camuflarse.
Aquí vemos al pulpo mimético y sus colores.
En un segundo cambia drásticamente.
Esto es una señal, no camuflaje.
Luego, regresa a su apariencia normal.
Aquí vemos a una «sepia latimanus» exhibiendo estos colores a medida que se acerca a su presa.
Y vemos finalmente a la «metasepia pfefferi» camuflada.
Puede cambiar en un instante y mostrar estos brillos como advertencia.
Lo que tenemos aquí es un conjunto de expresiones, o un continuum, entre la notoriedad y el camuflaje.
Y eso requiere de gran control.
Pues
¿adivinen qué?
El cerebro es muy bueno en ejercer control.
El cerebro del pulpo, que ven aquí, tiene 35 lóbulos, 80 millones de células diminutas.
Y, si bien esto es muy interesante, lo más inusual es que la piel de este animal tiene muchas más neuronas, como se ilustra aquí en amarillo.
Tiene 300 millones de neuronas en la piel y solamente 80 millones en el cerebro, cuatro veces menos.
Si observan con atención, verán uno de esos pequeños cerebros satélite y lo equivalente a la médula espinal en cada uno de sus ocho brazos.
Es una forma muy insólita de construir el sistema nervioso en el cuerpo.
¿Para qué sirve este cerebro?
Este cerebro debe ser más listo que otros cerebros más grandes que intentan devorarlo.
Eso incluye marsopas, focas, barracudas, tiburones e incluso seres humanos.
Así que una de las cosas que este cerebro debe hacer es tomar decisiones, y es muy bueno en esto.
Aquí ven como este pulpo se desplaza, pero se detiene de repente y crea un camuflaje perfecto.
Y es fascinante porque cuando se desplazan en busca de comida, deben tomar más de 100 decisiones sobre cómo camuflarse en un lapso de dos horas.
Y hacen esto dos veces al día.
También deben decidir adónde ir y cómo regresar a su guarida.
Así que deben tomar decisiones.
Podemos poner a prueba este camuflaje, como lo hicimos con esta sepia.
Quitamos la alfombra debajo y le pusimos un tablero de ajedrez.
Es capaz de usar esta extraña información visual y hacer su mejor esfuerzo para imitar el patrón, con un poco de improvisación.
Otras habilidades de cognición también son importantes.
Los calamares tienen un tipo diferente de inteligencia.
Tienen una vida sexual extremadamente interesante y compleja.
Hay peleas, galanteos, cortejos, protección de la paternidad y engaños.
¿Les suena familiar?
(Risas)
Y es en verdad sorprendente que estos animales exhiban este tipo de habilidad intuitiva y estos comportamientos.
Aquí ven a un macho y una hembra.
El macho, izquierda, ha estado alejando a otros machos que pretendían a la hembra, y ahora exhibe ese patrón doble.
Muestra cortejo y amor del lado de la hembra, y agresión del otro.
Mírenlo cuando ella cambia de lugar.
(Risas)
Pueden ver que cambia rápidamente el patrón de cortejo hacia el lado de la hembra.
Este tipo de señales dobles y simultáneas que cambian de acuerdo con el contexto son realmente extraordinarias, demandan muchísima capacidad cerebral.
Otra forma de leer esto es que nos ofrece evidencia de 50 millones de años sobre la dualidad masculina.
(Risas)
Bien, sigamos.
(Risas)
Este pulpo en el arrecife de coral tiene una ardua tarea por delante: trasladarse a diferentes lugares y recordar cómo volver a su guarida.
Y lo hacen muy bien.
Tienen memoria a corto y a largo plazo, aprenden cosas en tres o cinco intentos.
Es un cerebro hábil.
La memoria espacial es inusualmente buena.
Trazan una ruta directa hacia su guarida para regresar después de alimentarse.
Los buzos que los graban están perdidos, pero ellos son capaces de regresar.
Se trata de una capacidad memorística muy refinada.
En cuanto a las habilidades cognitivas, observen el comportamiento de esta sepia mientras duerme.
En el ojo derecho, particularmente, pueden notar el parpadeo involuntario.
Este rápido movimiento ocular es propio del sueño que atribuíamos exclusivamente a mamíferos y aves.
Y observen el color falso que pusimos allí para notar el patrón luminoso de la piel, y eso es lo que sucede.
Pero no se trata de un comportamiento normal de vigilia, es diferente.
Durante el sueño se fijan los recuerdos, así que es probable que eso sea lo que está sucediéndole a la sepia.
Otro tipo de memoria que resulta bastante inusual es la memoria episódica.
Los seres humanos requieren de cuatro años de desarrollo cerebral para recordar lo que sucedió durante un evento determinado, dónde y cuándo sucedió.
Recordar cuándo es particularmente difícil, y estos niños pueden recordarlo.
Pero
¿adivinen qué?
Recientemente descubrimos que la astuta sepia también posee esta habilidad, y, en experimentos del verano pasado, vimos que al ofrecer a la sepia distintos alimentos en diferentes momentos, debe relacionarlos con dónde y cuándo exactamente vio esos alimentos por última vez.
Luego, adecúa sus expediciones a esta información para poder reabastecer cada tipo de alimento en lugares diferentes.
¿Parece complicado?
Es tan complicado que apenas pude entender el experimento.
Se trata verdaderamente de un proceso cognitivo de alto nivel.
En relación con el cerebro y el estadio actual de evolución, en la derecha ven el camino evolutivo del cerebro de los vertebrados.
Todos poseemos un cerebro muy hábil, seguramente estarán de acuerdo.
Pero si observan la izquierda, algunos de los caminos evolutivos señalados para el pulpo coinciden con los comportamientos complejos de los vertebrados y con algún tipo de inteligencia.
El último común denominador de estos dos caminos se dio hace 600 millones de años, y se trató de un gusano con muy pocas neuronas.
Entonces, se trata de caminos muy diferentes pero con complejos comportamientos en común.
La pregunta esencial: la estructura cerebral del pulpo
¿es diferente en todos los niveles a la de los vertebrados?
No tenemos la respuesta, pero si resultara afirmativa, tendríamos un camino evolutivo alternativo para crear inteligencia en la Tierra.
Podríamos suponer que a la comunidad de la Inteligencia Artificial le interesarían estos mecanismos.
Centrémonos en la genética por un momento.
Conocemos el genoma, el ADN; cómo el ADN se traduce en ARN, y el ARN se traduce en una proteína, y así surge la vida.
Pues los cefalópodos lo hacen de otra forma.
Poseen grandes genomas, ADN que se traduce en ARN, pero luego se da algo totalmente diferente.
Editan ese ARN de una forma astronómica, 100 veces más que los seres humanos u otros animales.
Y producen muchas proteínas.
¿Adivinen para qué son casi todas ellas?
Para el sistema nervioso.
Quizá sea una forma no convencional en que los animales desarrollan plasticidad conductual.
Son principalmente conjeturas, pero son ideas por considerar.
Ahora quisiera compartirles mi experiencia, y cómo usamos nuestro ingenio para obtener este tipo de información.
Al bucear, no podemos permanecer eternamente bajo el agua, se nos acaba el aire, así que debemos ser eficientes con el tiempo.
La inmersión absoluta en este medio nos permite entender el verdadero comportamiento de estos animales.
Y debo confesar que es una experiencia increíble poder estar bajo el agua y mantener comunicación con un pulpo.
Comenzamos a entender que se trata de un animal pensante y curioso.
Y este tipo de comunicación me inspira muchísimo.
Volvamos a la piel inteligente por un momento.
Aquí vemos un calamar con un patrón de camuflaje.
Al ampliar la imagen, vemos hermosos pigmentos y reflectores.
Se trata de los cromatóforos que se abren y se cierran rápidamente.
Luego, en la siguiente capa de piel, es muy interesante, los cromatóforos se cierran y pueden ver esa mágica iridiscencia que emana de la piel.
Esto también se controla neuralmente.
Es gracias a la combinación de ambos, como pueden notar en este video de alta resolución de la piel de la sepia, que se obtiene esta hermosa coloración estructural pigmentaria e incluso un leve rubor, que es muy bello.
¿Qué usos podemos darle a esta información?
Ya mencioné esos relieves en la piel, las papilas.
Aquí vemos a la sepia apama.
Tiene una piel lisa y un patrón notorio.
Saqué cinco fotos con un segundo de diferencia, y observen cómo este animal cambia: uno, dos, tres, cuatro, cinco.
Ahora es un alga marina.
Luego podemos regresar y notar la piel lisa y visible.
Es una piel extraordinaria, capaz de cambiar.
Aquí pueden verla en más detalle.
Con apariencia de periscopio, aparecen estas hermosas papilas.
Y si observamos con más atención, notamos las papilas individuales.
Y vemos pequeños relieves allí, así que se trata de papilas sobres las papilas.
Cada especie posee más de una decena de formas y tamaños de esos relieves, con los que crean un camuflaje muy detallado y controlado neuralmente.
Actualmente, mis colegas ingenieros en Cornell han afirmado, tras ver nuestro trabajo: «Podemos crear algunos así».
En las industrias, este tipo de material suave capaz de cambiar de forma es extremadamente raro.
Así que trabajamos en conjunto y creamos las primeras muestras de papilas artificiales, materiales suaves que ven aquí.
Pueden ver cómo se inflan y adoptan distintas formas.
Pueden apretarlas con el dedo para notar que son un tanto maleables.
Esto es un ejemplo de cómo podría aplicarse.
Quiero ahora pasar al tema del color de las telas, e imagino que aquí podría haber muchas aplicaciones también.
Miren este caleidoscopio de colores de los pigmentos y reflectores controlados de forma dinámica que presentan los cefalópodos.
Conocemos suficiente sobre la mecánica de su funcionamiento, y podemos aplicar esto no solamente en las telas, sino también quizá en los cosméticos.
Además, se han descubierto recientemente moléculas sensibles a la luz en la piel de los pulpos, y esto puede dar lugar, en el futuro, a la creación de materiales inteligentes capaces de sentir y responder por su cuenta.
Este tipo de biotecnología, o biomímesis, podría alterar la forma en que vemos el mundo, incluso fuera del agua.
Consideren cómo la inteligencia artificial podría beneficiarse de un cerebro distribuido por el cuerpo y de un comportamiento similar al del pulpo; o cómo la piel inteligente de la sepia podría aplicarse a la industria de la moda.
¿Cómo podemos conseguir eso?
Quizá solamente debemos comenzar a ser un poco más inteligentes sobre cuán inteligentes son los cefalópodos.
Gracias.
(Aplausos)
https://www.ted.com/talks/roger_hanlon_the_amazing_brains_and_morphing_skin_of_octopuses_and_other_cephalopods/