¿Cómo funciona el cerebro de la araña saltadora?
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La araña saltadora, famosa por su excelente visión y habilidad de saltar, ha sido durante mucho tiempo un enigma para los neurobiólogos. El cuerpo del arácnido está lleno de un líquido presurizado que le ayuda a moverse, y cuando los científicos han tratado de mirar en su cerebro con instrumentos quirúrgicos, la araña ha explotado.

 

Ahora, con una nueva técnica, los científicos han registrado la actividad cerebral eléctrica de estas fascinantes arañas.

"Lo que hemos hecho es abrir la base cerebral de un animal muy inusual", dijo el investigador Ron Hoy, profesor de neurobiología y comportamiento en la Universidad de Cornell. 

El cerebro de la araña

La araña saltadora (Phidippus audax) tiene un cerebro del tamaño de una semilla de amapola, pero la visión la tiene casi a la par con los seres humanos, haciendo su sistema visual intrigante para los investigadores y los ingenieros robóticos que se inspiran en la naturaleza.

Gil Menda, investigador postdoctoral de neurobiología, se dio cuenta de que si hacía un pequeño agujero en la cabeza de la araña, la herida podría auto curarse alrededor de un electrodo de registro de tungsteno tan delgado como un cabello. Introdujo cuidadosamente un microelectrodo en los cerebros de 33 arañas y observó cómo las células cerebrales de sus redes visuales respondían a las imágenes de ruido blanco, moscas y otras arañas saltadoras.

Con ocho ojos, las arañas saltadoras tienen una vista casi completa de 360 grados de su entorno. La mayoría de las arañas tienen mala visión y construyen telarañas para capturar presas, pero las arañas saltadoras cazan nómadas, de la misma manera que un gato o un lobo acecha a sus presas.

De todas formas notó una pequeña diferencia, sin embargo. A diferencia de los gatos, las arañas no corren tras su presa. "Saltan y se apoderan de sus presas", dijo. "Es como el ataque de un gato."

Para mantener a las arañas durante los experimentos, el equipo de investigación creó un pequeño arnés con una impresora 3D. Cubrieron los cuatro ojos traseros de las arañas e introdujeron el electrodo en el cerebro para ayudarles a buscar células cerebrales asociadas con el sistema visual de cada araña. Cuando los investigadores mostraron a las arañas una imagen de una mosca, su presa natural, en una pantalla, las células cerebrales de las arañas, asociadas con sus sistemas visuales, mostraron una explosión de actividad eléctrica.

En chino, el nombre de esta araña se traduce en "tigre volador". Pero no son peligrosas para las personas. "Estas tienen veneno, pero está reservado para sus presas", dijo Hoy.

Para asegurarse de que las arañas no estaban respondiendo a ciertas partes de la mosca, como las alas o la cabeza, los investigadores mostraron a las arañas una imagen desordenada de una mosca. La imagen dispersa no suscitó una respuesta. "Las arañas no respondieron en absoluto a los cuadros desordenados", dijo Menda. "No era una reacción a una parte de al mosca, sino la imagen de la mosca entera".

Las arañas saltadoras también mostraron una respuesta neural al "ruido blanco" estático, pero no a imágenes de otras arañas, según las grabaciones de electrodos.

Ojos especializados

A diferencia de los seres humanos, cuyos ojos detectan tanto la agudeza como el movimiento, los grandes ojos primarios de la araña procesan la agudeza y sus pequeños ojos secundarios observan el movimiento. Debido a que los investigadores eran incapaces de estudiar la actividad neuronal de las arañas, hasta ahora, no estaban seguros de cómo los ojos de las arañas trabajaban en conjunto.

"Uno puede imaginarse que tiene cuatro ojos que miran a la misma cosa, se tiene entonces la entrada uno y la entrada dos, y se añaden y complementan.” dijo el investigador Paul Shamble, un estudiante graduado de neurobiología y comportamiento en el laboratorio. "Resulta que para algunas de las neuronas, ese no fue el caso, sino que es mucho más complicado".

En el experimento, los investigadores cubrieron los ojos delanteros de las arañas y luego sus ojos laterales. Las arañas mostraron poca respuesta visual neural a las imágenes si el conjunto de ojos estaba cubierto.

Las arañas necesitan sus ojos grandes y pequeños para procesar la información visual. "Necesitan todos sus ojos para detectar la presa", dijo Menda.

El estudio puede abrir un nuevo campo de la neurociencia básica. También podría inspirar a que los ingenieros construyeran pequeños biosensores, ya que las arañas saltadoras tienen pequeños ojos y cerebros.

"Esos minúsculos cerebros, con sólo cien mil neuronas, pueden ver las mismas cosas que los humanos, con enormes cerebros, podemos ver", dijo Menda.

Los investigadores también esperan que el estudio aumente la conciencia sobre las habilidades visuales y de caza precisas de las arañas saltadoras.

"Si solo agitas la mano, este es uno de los pocos animales que se volverán y te mirarán", dijo Hoy. "Para mí, eso las hace atractivas, y eso me hace pensar que tal vez no quiero aplastar a ese animal".

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