Periodista por un día > Memoria sin Cerebro

Publicado el 12 de abril de 2021

La idea de tener memoria está normalmente asociada al cerebro de un organismo superior, sin embargo un moho unicelular gigante llamado Physarum polycephalum no tiene cerebro pero memoriza en la estructura de su propio cuerpo.

Hay un moho unicelular, un organismo que consiste enteramente en pequeñísimos tubos de diferentes diámetros entrelazados. Recientemente un grupo de investigadores del Instituto Max Planck en Alemania,  liderado por Mirna Kramara y Karen Alima, observó que estos tubos crecen y se encogen de diámetro en respuesta a una fuente de nutrientes. Con el tiempo la estructura es una maqueta que representa la ubicación del nutriente según el diámetro del tubo.

Estructura tubular del Moho (créditos Kramara y col.)

Si bien la inteligencia artificial intenta simular el comportamiento inteligente de la naturaleza, se puede decir que las técnicas más recientes no dejan de sorprendernos. Los primeros esfuerzos, en los años 60 desarrollaron modelos de redes neuronales artificiales basadas en lo poco que se conocía del sistema nervioso. Fueron y son muchos los avances que se realizaron desde entonces, en la mayoría de los casos se pensó en simular una parte del comportamiento del cerebro y el sistema nervioso. Pero ahora los especialistas paradójicamente intentan hacer memorias artificiales basándose en un minúsculo hongo de tan solo una célula. Este pequeñín abre la puerta para que la comunidad refuerce la antigua idea de que la información de los recuerdos en el cerebro de los vertebrados, podría guardarse en una estructura geométrica, y de que ésto es válido aún en sistemas donde no hay cerebro ni sistema nervioso.

Estructuración del cuerpo del organismo ante un estimulo nutriente (Créditos Kramara y col.)

Kramara y sus colaboradores estudian cómo la estructura corporal del organismo codifica en una suerte de  memoria la historia de cómo ha ido variando el estímulo de un nutriente. Su organismo, tiene tubos que dan luz de cómo sería ese proceso: cuando reciben mucho estímulo aumentan de diámetro a expensas de la contracción de otros tubos. Además tienen la capacidad de actualizar su aspecto permanentemente, reflejando la ubicación actual de los nutrientes. Esto es importante porque le permite poder tomar “decisiones” futuras acerca de dónde y cuándo le conviene migrar.

A partir de este hallazgo se explica cómo los organismos que forman redes, como el moho y los hongos, prosperan en entornos complejos. Como aspecto interesante, el proceso de memorización en el cerebro es complejo y demora un tiempo considerablemente grande frente a este caso donde en solo minutos se almacena la información en la estructura.

Entre los especialistas, el trabajo cobra importancia especialmente porque logra identificar una versión de la memoria asociativa que servirá para el estudio de otras redes vivas, así como para el diseño ingenieril de nuevas redes de aprendizaje bioinspiradas, que tanto éxito suelen tener en la actualidad para manejar grandes volúmenes de datos.

Contenido basado en el artículo: Encoding memory in tube diameter hierarchy of living flow network. Mirna Kramara and Karen Alima, Biological Physics and Morphogenesis Group, Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization, Gottingen, Germany; Physik Department, Technische Universitat Munchen, Garching, Germany