El sueño de los pulpos es sorprendentemente similar al de los humanos, con una etapa de vigilia y fase REM

Una nueva investigación ha descubierto que el sueño de los pulpos es sorprendentemente similar al de los humanos, transitando entre dos fases de sueño, una tranquila y otra activa, parecida a la fase REM de los mamíferos, según publican en la revista 'Nature'.

Investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST), en Japón, en colaboración con la Universidad de Washington (Estados Unidos), han examinado de cerca la actividad cerebral y el patrón cutáneo de los pulpos ('Octopus laqueus') durante este activo periodo de sueño y han descubierto que se asemejan mucho a la actividad neuronal y al patrón cutáneo observados cuando están despiertos.

En los mamíferos también se produce actividad similar a la de la vigilia durante el sueño de movimientos oculares rápidos (MOR), la fase en la que se producen la mayoría de los sueños.

El estudio pone de relieve las notables similitudes entre el comportamiento durante el sueño de los pulpos y el de los seres humanos, y aporta datos fascinantes sobre el origen y la función del sueño.

"Todos los animales parecen mostrar alguna forma de sueño, incluso animales simples como las medusas y las moscas de la fruta. Sin embargo, durante mucho tiempo sólo se sabía que los vertebrados realizaban ciclos entre dos fases de sueño diferentes", explica el autor principal, el profesor Sam Reiter, que dirige la Unidad de Neuroetología Computacional del OIST.

"El hecho de que el sueño en dos etapas haya evolucionado de forma independiente en criaturas lejanamente emparentadas, como los pulpos, que tienen estructuras cerebrales grandes pero completamente diferentes de las de los vertebrados, sugiere que poseer una etapa activa, similar a la vigilia, puede ser una característica general de la cognición compleja", señala la autora, doctora Leenoy Meshulam, física estadística de la Universidad de Washington, que ayudó a diseñar la investigación durante su estancia de tres meses en el OIST como invitada del Programa de Visitas de Ciencias Teóricas.

Para empezar, los científicos comprobaron si los pulpos estaban realmente dormidos durante este periodo activo. Estudiaron cómo respondían los pulpos a un estímulo físico y descubrieron que, tanto en la fase tranquila como en la activa del sueño, los pulpos necesitaban un estímulo más fuerte antes de reaccionar, en comparación con cuando estaban despiertos.

El equipo también descubrió que si impedían que los pulpos durmieran o los interrumpían durante la fase activa del sueño, los pulpos entraban más pronto y con más frecuencia en el sueño activo.

"Este comportamiento compensatorio confirma que la fase activa del sueño es esencial para que los pulpos funcionen correctamente", indica Aditi Pophale, coautora del estudio y estudiante de doctorado en el OIST.

Los investigadores también profundizaron en la actividad cerebral de los pulpos cuando estaban despiertos y dormidos. Durante el sueño tranquilo, los científicos observaron ondas cerebrales características que se asemejan mucho a ciertas formas de onda observadas durante el sueño no REM en cerebros de mamíferos, llamadas husos del sueño.

Aunque la función exacta de estas ondas no está clara ni siquiera en los humanos, los científicos creen que ayudan a consolidar los recuerdos. Utilizando un microscopio de última generación construido por el doctor Tomoyuki Mano, coautor del estudio, los investigadores determinaron que estas ondas parecidas a husos de sueño se producen en regiones del cerebro de los pulpos relacionadas con el aprendizaje y la memoria, lo que sugiere que estas ondas podrían tener una función similar a la de los humanos.

Aproximadamente una vez por hora, los pulpos entraban en una fase de sueño activo que duraba alrededor de un minuto. Durante esta fase, la actividad cerebral de los pulpos se asemejaba mucho a la que tenían cuando estaban despiertos, igual que el sueño REM en los humanos.

El grupo de investigación también capturó y analizó los patrones cambiantes de la piel de los pulpos despiertos y dormidos en una resolución ultra alta de 8K.

"Al filmar con una resolución tan alta, podemos ver cómo se comporta cada célula pigmentada para crear un patrón cutáneo general --explica Meshulam--. Esto podría ayudarnos a crear modelos sencillos de patrones cutáneos para comprender los principios generales del comportamiento de los patrones de vigilia y sueño".

Cuando están despiertos, los pulpos controlan miles de diminutas células pigmentadas en su piel, creando una amplia gama de patrones cutáneos diferentes. Utilizan estos patrones para camuflarse en distintos entornos y en exhibiciones sociales o de amenaza, como advertir a los depredadores y comunicarse entre sí. Durante el sueño activo, los científicos observaron que los pulpos cambiaban cíclicamente por estos mismos patrones cutáneos.

Según los científicos, las similitudes entre los estados de sueño activo y de vigilia podrían explicarse por diversas razones. Una teoría es que los pulpos pueden estar practicando sus patrones cutáneos para mejorar su comportamiento de camuflaje en vigilia, o simplemente manteniendo las células pigmentarias.

Otra idea intrigante es que los pulpos podrían estar reviviendo y aprendiendo de sus experiencias de vigilia, como cazar o esconderse de un depredador, y reactivando el patrón cutáneo asociado a cada experiencia. En otras palabras, podrían estar haciendo algo parecido a soñar.

"En este sentido, mientras que los humanos sólo pueden informar verbalmente del tipo de sueños que han tenido una vez despiertos, el patrón cutáneo de los pulpos actúa como una lectura visual de su actividad cerebral durante el sueño", explica el profesor Reiter.

"Actualmente no sabemos cuál de estas explicaciones, si es que hay alguna, podría ser correcta. Estamos muy interesados en seguir investigando", concluye.