El aprendizaje y la memoria son procesos comunes en vertebrados e invertebrados. Su estudio en algunos de estos últimos, ha permitido aproximarse a las bases celulares y moleculares de dichos procesos. Se han descrito diferentes formas de memoria a nivel conductual en moscas (Berry y cols., 2008; Davis y cols., 2011) y crustáceos (Nagayama y Newland, 2011; Kaczer, 2011; Klappenbach y cols., 2012), pero la comprensión de sus mecanismos y los circuitos involucrados aún se encuentra lejana. El invertebrado ofrece muchas ventajas en el estudio de procesos cognitivos debido al tamaño del cerebro y a que se conocen muchos de los circuitos que participan en diferentes conductas (Ramón y cols., 2012). En el acocil se ha estudiado detalladamente la conducta agonista y, aunque se ha propuesto que la memoria juega un papel importante en el mantenimiento del orden jerárquico, no existen evidencias experimentales sobre el tipo, modalidad sensorial, la duración y mecanismos de dicha memoria. La conducta social de los acociles se despliega cuando son colocados en interacción con sus conespecíficos. En estas condiciones, los individuos del mismo sexo inician un enfrentamiento agonista que da como resultado el establecimiento de un orden jerárquico de dominancia-sumisión que persiste a lo largo del tiempo. La conducta agonista tiene un gran significado adaptativo, en la medida de que el animal dominante tiene acceso libre al alimento y la reproducción (Delgado-Morales y cols., 2004). De acuerdo con resultados previos, el establecimiento de órdenes jerárquicos de dominancia-sumisión entre los individuos de un grupo depende principalmente del olfato (Delgado-Morales y cols., 2004). En estudios similares realizados en langostas, el reconocimiento a largo plazo del estatus jerárquico parece depender de la memoria de reconocimiento olfativo (Karavanich y Atema, 1998). Diversas manipulaciones pueden alterar los procesos de consolidación de la memoria. Entre ellos podemos destacar la anestesia por frío, el bloqueo de los receptores colinérgicos muscarínicos con escopolamina y la privación de sueño (Xia y cols., 1999; Berón de Astrada y Maldonado, 1999; Cai y cols., 2009) El acocil se ha usado como modelo de estudio de algunas funciones cerebrales de las llamadas 'complejas', debido a que en este crustáceo es posible colocar electrodos extracelulares que descansan en la superficie del cerebro y mantenerlos durante periodos prolongados en el animal deambulante (Hernández y cols., 1996). En esta preparación describimos la presencia de sueño de ondas lentas (Ramón y cols., 2004; proyecto "Estudio del Sueño en el Acocil" que contó con el apoyo de PAPIIT (IN202207),y hemos caracterizado algunos aspectos electrofisiológicos y conductuales del sueño en este crustáceo. Esto nos permite proponerlo como modelo biológico para el estudio del sueño y de sus relaciones con la memoria de reconocimiento jerárquico. El sueño es un estado cerebral presente en vertebrados e invertebrados. Aún cuando su función no está claramente definida, en los vertebrados el sueño parece ser importante para la consolidación de la memoria, de acuerdo con algunos autores (Graves y cols., 2001; Hornug y cols., 2007). En invertebrados existen pocos estudios sobre la memoria desde el punto de vista conductual y electrofisiológico, en vista de que existen dificultades técnicas para registrar su actividad cerebral. El objetivo general de este proyecto es investigar la posible relación entre el establecimiento de la memoria de organización jerárquica del acocil y el sueñ

El presente proyecto inicia la investigación en memoria de reconocimiento jerárquico desde el punto de vista conductual y electrofisiológico y, mediante la colaboración de dos grupos de trabajo (el de Gabriel Roldán Roldán y el de Jesús Hernández Falcón, ambos con la experiencia en cada uno de los temas),y planea continuar la línea trazada en un proyecto anterior (IN202207) sobre el estudio del sueño usando como modelo experimental al acocil. El primer aspecto a destacar en este proyecto es el estudio formal de la memoria en un invertebrado que despliega multitud de conductas complejas, del tipo de las llamadas funciones superiores. El acocil es un invertebrado con un cerebro simple en el que se han estudiado los principales grupos neuronales y muchas de sus funciones. En él es posible implantar electrodos permanentes sin producir alteraciones funcionales notables. Después de un encuentro agonista, el acocil parece recordar cuál es su lugar en el orden jerárquico que se estableció durante la interacción; esto puede ser cuantificado de manera objetiva mediante un conteo de contactos positivos y negativos entre los conespecíficos. No se conoce la evolución temporal del proceso de adquisición ni de extinción de esta memoria. La importancia del sueño en la vida del humano queda de manifiesto al considerar que, en la actualidad, el estudio de los trastornos del sueño se realiza a diversos niveles y pretende encontrar soluciones a problemas que van desde el insomnio hasta las parasomnias más complejas. Sin embargo, todavía no sabemos cuál es la función, o funciones, que cumple esta actividad. Los diferentes modelos biológicos usados hasta ahora han puesto de manifiesto que el sueño es indispensable no sólo para tener una buena calidad de vida sino la vida misma. Los invertebrados se han empezado a usar porque duermen de una manera muy parecida a los humanos, tienen cerebros más pequeños y menos complejos y comparten diversos genes, aparentemente involucrados con el sueño, con el humano. Hasta el momento, el problema principal de estos modelos es la imposibilidad de tener en forma simultánea y de un mismo animal, los registros conductuales y electrofisiológicos que confirmen que lo que se tiene es efectivamente la actividad de sueño. El estudio de las funciones complejas en los vertebrados es difícil debido al gran número de regiones cerebrales que se encuentran involucradas. Por ello, un animal con un cerebro relativamente simple, pero con estos procesos cognitivos presentes en forma similar a los vertebrados, sería ideal para estudiar los mecanismos de generación y operación de la memoria y sus relaciones con el sueño El análisis de registros simultáneos de conducta y de actividad eléctrica cerebral nos ha permitido concluir que el acocil duerme, dado que cumple con los criterios conductuales y electrofisiológicos que definen el sueño en los vertebrados. Nuestra hipótesis central afirma que el sueño contribuye a la consolidación de la memoria, para probarlo usaremos una técnica sencilla pero que ha demostrado su eficiencia: el estudio de la conducta agonista en interacción social. Esta tarea involucra una actividad de tipo integrativo, en la que intervienen todas las entradas sensoriales aunque aparentemente depende principalmente del olfato. Es decir, en este proyecto estaremos en condiciones de correlacionar la conducta y la actividad eléctrica del cerebro en una tarea compleja. Por otro lado, proponemos el análisis de las señales electroencefalográficas mediante técnicas novedosas que previamente han demostrado su versatilidad y que apenas empiezan a usarse en vertebrados. En el proyecto anterior propusimos el estudio de las señales del EEG mediante transformada wavelet y lógica difusa, lo que nos permitió identificar al complejo central del cerebro como el oscilador central de esta actividad. El uso de estos instrumentos más la introducción del análisis por redes neuronales artificiales, nos permitirá tener más herramientas para la comprensión de los mecanismos cerebrales en dos situaciones importantes para la supervivencia del animal: i) la estructuración y mantenimiento de un orden de dominancia (identificación de sus conespecíficos, adquisición y consolidación de la memoria de reconocimiento olfativo a largo plazo); y ii) el papel del sueño antes, durante y después del establecimiento de estos procesos cognitivos. Esto proveerá de nuevas herramientas y modelos para el estudio de estas dos funciones en mamíferos, incluido el humano, lo que dará elementos que faciliten el abordaje terapéutico de los trastornos del sueño y sus relaciones con la memoria, tan comunes en nuestra sociedad.