Un gusano puede ayudar a planificar mejor los rescates

Un estudio liderado por Liliana C. M. Salvador, del Centro de Estudios Avanzados (CEAB) del CSIC en el momento de realizar este trabajo, y Frederic Bartumeus, del CEAB-CSIC e investigador asociado en el CREAF, concluye que la mejor estrategia para efectuar búsquedas en el espacio es confiar en las expectativas que tienes sobre el territorio pero incorporar una dosis constante de búsqueda al azar. Conocer en profundidad las estrategias de búsqueda en animales puede ser útil para desarrollar algoritmos de búsqueda más eficientes que puedan integrarse en operaciones de rescate y en robots.

La teoría nos dice que hay dos estrategias básicas para encontrar lo que buscamos: hacer una búsqueda ordenada y sistemática basada en las expectativas generadas por la experiencia previa vivida, o bien moverse de forma aleatoria.

Según un estudio publicado en la revista Journal of the Royal Society Interface, cuando los animales no disponen de información del ambiente utilizan la memoria para reproducir movimientos aprendidos en experiencias anteriores. Además, combinan los recuerdos con una estrategia de búsqueda aleatoria que va tomando relieve a medida que la memoria decae.

"Nuestros resultados nos permiten comprobar que los animales suelen buscar de forma ordenada cuando saben que lo que hay que encontrar está relativamente cerca, o bien cuando tienen escalas espaciales bien acotadas en las que repartir racionalmente el esfuerzo de búsqueda (en organismos con capacidades cognitivas más elevadas). En cambio, si no tienen ninguna pista a seguir, se fían más de sus expectativas y del uso de la memoria, que combinan a su vez con una estrategia de búsqueda al azar ", señala Frederic Bartumeus, profesor de investigación ICREA que dirige el Laboratorio de Ecología del Movimiento.

Según Bartumeus, los resultados del estudio demuestran que cuando se incorporan movimientos aleatorios, las probabilidades de encontrar lo que se busca incrementan.

Un gusano modelo para estudiar la mejor forma de buscar objetos perdidos

Para obtener los resultados de este estudio, un equipo internacional de investigadores multidisciplinar ha estudiado con un gran nivel de detalle el movimiento de Caenorhabditis elegans en un espacio de laboratorio pequeño y controlado.

Durante la estrategia de búsqueda, C. elegans combina el desplazamiento hacia adelante con una batería de giros conocidos que se pueden estudiar con detalle y diferenciar perfectamente: giro omega, giro hacia atrás, y la pirueta, en los que, respectivamente, el gusano gira plegando su cuerpo, gira deslizandose hacia atrás y, por último, gira con un movimiento que combina los dos anteriores en uno solo.

"La ventaja de C.elegans, un diminuto nematodo que se ha convertido en modelo habitual de laboratorio, es que mueve su cuerpo con giros muy visibles, y cada giro tiene una consecuencia diferente. Es, por ello, muy fácil ver qué giro realiza y qué dirección quiere tomar el animal: no hay posibilidad de equivocarse o de malinterpretar sus movimientos, lo que nos permite caracterizar con detalle su estrategia de búsqueda", explica Liliana C. M. Salvador, actualmente en la Universidad de Glasgow (Inglaterra).

De hecho, conocer en profundidad las estrategias de búsqueda y saber cómo los animales pueden localizar objetos cuando no hay información puede ser muy útil para desarrollar algoritmos de búsqueda más eficientes que puedan integrarse en operaciones de rescate y militares, o incluso en robots de búsqueda de objetos, sustancias o personas, por ejemplo.

Aunque este gusano es un nematodo muy utilizado en la investigación en el campo de la biología y la medicina, con este trabajo se abren nuevas posibilidades de uso: por ejemplo, como organismo genéticamente manipulable para estudiar la interacción entre los organismos y su ambiente con una perspectiva ecológica.

Esta investigación ha sido financiada por el Plan Nacional de I + D+ i del Ministerio de Economía y Competitividad, y por el programa internacional Human Frontier Science Program (HFSP).

Articulo de referencia:

Salvador LCM, Bartumeus F, Levin SA, Ryu WS. 2014 Mechanistic analysis of the search behaviour of Caenorhabditis elegans. J. R. Soc. Interface 20131092. http://dx.doi.org/10.1098/rsif.2013.1092