SINC Un estudio liderado por el Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona y la Harvard Medical School en Boston ha revelado que las células individuales son capaces de aprender, un comportamiento que se consideraba exclusivo de animales con sistemas nerviosos complejos. Los hallazgos, publicados en la revista Current Biology, abren una nueva perspectiva sobre las capacidades de las unidades fundamentales de la vida.
“Ahora sabemos que las células tienen una capacidad básica de tomar decisiones aprendiendo de su entorno, en lugar de limitarse a seguir instrucciones genéticas preprogramadas”, explicó Jeremy Gunawardena, profesor de Biología de Sistemas en Harvard y coautor del estudio.
El aprendizaje celular
La investigación se centró en la habituación, un tipo de aprendizaje en el que un organismo reduce gradualmente su respuesta a un estímulo repetido, como cuando dejamos de escuchar el tic-tac de un reloj. Este comportamiento, típico en animales con cerebro, se ha observado ahora a nivel celular.
Aunque se sugirió por primera vez en experimentos del siglo XX con el ciliado Stentor roeselii, la idea de que las células individuales pueden aprender fue descartada durante años. Sin embargo, estudios modernos han aportado nuevas pruebas a favor de esta teoría.
“Estas criaturas unicelulares son muy diferentes de los animales con cerebro. Si pueden aprender, significa que sus redes moleculares internas realizan funciones similares a las neuronas”, explicó Rosa Martínez, investigadora del CRG y coautora del trabajo.
Modelos matemáticos para estudiar el aprendizaje
El equipo utilizó simulaciones computacionales en lugar de experimentos tradicionales para analizar dos circuitos moleculares clave: los bucles de retroalimentación negativa y los bucles de retroalimentación incoherente. Estas estructuras permiten a las células ajustar su respuesta a estímulos repetidos, reproduciendo características típicas de la habituación.
Las simulaciones también sugieren que este aprendizaje se basa en una “memoria” celular, en la que ciertas reacciones ocurren a diferentes velocidades para influir en respuestas futuras. “Esto podría ayudar a explicar fenómenos como la resistencia de las bacterias a los antibióticos o de las células cancerosas a la quimioterapia, que parecen ‘aprender’ de su entorno”, añadió Martínez.
Implicaciones para neurociencia y cognición
El hallazgo arroja luz sobre un debate entre neurocientíficos y científicos cognitivos sobre cómo se desarrolla la habituación. La investigación mostró que las células reflejan ambos puntos de vista: durante la habituación, la respuesta disminuye con estímulos más frecuentes, pero tras el proceso, la reacción a estímulos comunes es más fuerte.
“Los neurocientíficos y los cognitivistas han estado explorando aspectos complementarios de un mismo fenómeno. Creemos que las células individuales podrían ser una herramienta poderosa para estudiar los fundamentos del aprendizaje”, comentó Gunawardena.
Futuras investigaciones
Aunque los resultados del estudio se basan en modelos matemáticos, los investigadores subrayan la necesidad de confirmarlos con datos biológicos. “Nuestro enfoque ayuda a priorizar experimentos que probablemente produzcan resultados relevantes, ahorrando tiempo y recursos”, destacó Martínez, quien trabaja en el Barcelona Collaboratorium, una iniciativa conjunta del CRG y EMBL Barcelona.
El estudio no solo amplía nuestra comprensión del aprendizaje y la memoria, sino que también establece un marco para futuras investigaciones que podrían abordar problemas fundamentales en biología, desde la evolución celular hasta la resistencia a tratamientos médicos.
