The amazing brains and morphing skin of octopuses and other cephalopods | Roger Hanlon

Traductor: Florencia Bracamonte Revisor: Silvina Katz

This is a strange and wonderful brain,

Este cerebro es extraño y maravilloso,

one that gives rise to an idea of a kind of alternative intelligence

y plantea la idea de una inteligencia alternativa en nuestro planeta.

on this planet.

This is a brain that is formed in a very strange body,

Este cerebro pertenece a un cuerpo con forma muy insólita,

one that has the equivalent of small satellite brains

ya que tiene lo que equivale a pequeños cerebros satélite

distributed throughout that body.

distribuidos por todo el cuerpo.

How different is it from the human brain?

¿Qué tan diferente es del cerebro humano?

Very different, so it seems,

Muy diferente, al parecer.

so much so that my colleagues and I are struggling to understand

Tan diferente que mis colegas y yo tenemos dificultades para entender

how that brain works.

cómo funciona este cerebro.

But what I can tell you for certain

Pero lo que puedo asegurarles

is that this brain is capable of some amazing things.

es que este cerebro puede hacer cosas increíbles.

So, who does this brain belong to?

En definitiva, ¿de quién es este cerebro?

Well, join me for a little bit of diving into the ocean,

Acompáñenme en esta zambullida en el océano,

where life began,

donde comenzó la vida,

and let's have a look.

y averigüémoslo.

You may have seen some of this before,

Puede que hayan visto esto antes:

but we're behind a coral reef, and there's this rock out there,

estamos detrás de un arrecife de coral y podemos ver esta roca allí,

a lot of sand, fishes swimming around ...

mucha arena y peces nadando.

And all of a sudden this octopus appears,

De repente aparece este pulpo,

and now it flashes white,

se vuelve blanco en un instante,

inks in my face and jets away.

me arroja tinta al rostro y huye.

In slow motion reverse,

En cámara lenta, pueden notar el aro que aparece alrededor del ojo,

you see the ring develop around the eye,

and then the pattern develops in the skin.

y luego el patrón que se forma en la piel.

And now watch the 3-D texture of the skin change

Y vean ahora cómo cambia la textura 3D de la piel

to really create this beautiful, 3-D camouflage.

para crear este hermoso camuflaje 3D.

So there are 25 million color organs called "chromatophores" in the skin,

Tiene en la piel 25 millones de células con pigmentos denominadas "cromatóforos"

and all those bumps out there, which we call "papillae,"

y esos relieves que llamamos "papilas".

and they're all neurally controlled and can change instantaneously.

Puede controlarlas de forma neural y hacerlas cambiar instantáneamente.

I would argue that dynamic camouflage

Yo estimo que el camuflaje dinámico es un tipo de inteligencia.

is a form of "intelligence."

The level of complexity of the skin with fast precision change

El nivel de complejidad de la piel para cambiar con gran precisión

is really quite astonishing.

es verdaderamente extraordinario.

So what can you do with this skin?

¿Cómo puede aprovecharse esta piel?

Well, let's think a little bit about other things besides camouflage

Consideremos qué otras cosas pueden hacer con la piel, además de camuflarse.

that they can do with their skin.

Here you see the mimic octopus and a pattern.

Aquí vemos al pulpo mimético y sus colores.

All of a sudden, it changes dramatically --

En un segundo cambia drásticamente.

that's signaling, not camouflage.

Esto es una señal, no camuflaje.

And then it goes back to the normal pattern.

Luego, regresa a su apariencia normal.

Then you see the broadclub cuttlefish

Aquí vemos a una "sepia latimanus"

showing this passing cloud display as it approaches a crab prey.

exhibiendo estos colores a medida que se acerca a su presa.

And finally, you see the flamboyant cuttlefish in camouflage

Y vemos finalmente a la "metasepia pfefferi" camuflada.

and it can shift instantly to this bright warning display.

Puede cambiar en un instante y mostrar estos brillos como advertencia.

What we have here is a sliding scale of expression,

Lo que tenemos aquí es un conjunto de expresiones,

a continuum, if you will,

o un continuum, entre la notoriedad y el camuflaje.

between conspicuousness and camouflage.

And this requires a lot of control.

Y eso requiere de gran control.

Well, guess what?

Pues ¿adivinen qué?

Brains are really good for control.

El cerebro es muy bueno en ejercer control.

The brain of the octopus shown here has 35 lobes to the brain,

El cerebro del pulpo, que ven aquí, tiene 35 lóbulos,

80 million tiny cells.

80 millones de células diminutas.

And even though that's interesting,

Y, si bien esto es muy interesante,

what's really odd is that the skin of this animal

lo más inusual es que la piel de este animal

has many more neurons, as illustrated here, especially in the yellow.

tiene muchas más neuronas, como se ilustra aquí en amarillo.

There are 300 million neurons in the skin

Tiene 300 millones de neuronas en la piel y solamente 80 millones en el cerebro,

and only 80 million in the brain itself --

four times as many.

cuatro veces menos.

Now, if you look at that,

Si observan con atención, verán uno de esos pequeños cerebros satélite

there's actually one of those little satellite brains

and the equivalent of the spinal cord for each of the eight arms.

y lo equivalente a la médula espinal en cada uno de sus ocho brazos.

This is a very unusual way to construct a nervous system in a body.

Es una forma muy insólita de construir el sistema nervioso en el cuerpo.

Well, what is that brain good for?

¿Para qué sirve este cerebro?

That brain has to outwit other big, smart brains

Este cerebro debe ser más listo que otros cerebros más grandes

that are trying to eat it,

que intentan devorarlo.

and that includes porpoises and seals

Eso incluye marsopas, focas, barracudas, tiburones

and barracudas and sharks

and even us humans.

e incluso seres humanos.

So decision-making is one of the things that this brain has to do,

Así que una de las cosas que este cerebro debe hacer es tomar decisiones,

and it does a very good job of it.

y es muy bueno en esto.

Shown here, you see this octopus perambulating along,

Aquí ven como este pulpo se desplaza,

and then it suddenly stops and creates that perfect camouflage.

pero se detiene de repente y crea un camuflaje perfecto.

And it's really marvelous,

Y es fascinante porque cuando se desplazan en busca de comida,

because when these animals forage in the wild,

they have to make over a hundred camouflaging decisions

deben tomar más de 100 decisiones sobre cómo camuflarse en un lapso de dos horas.

in a two-hour forage,

and they do that twice a day.

Y hacen esto dos veces al día.

So, decision-making.

También deben decidir adónde ir y cómo regresar a su guarida.

They're also figuring out where to go and how to get back home.

So it's a decision-making thing.

Así que deben tomar decisiones.

We can test this camouflage,

Podemos poner a prueba este camuflaje, como lo hicimos con esta sepia.

like that cuttlefish you see behind me,

where we pull the rug out from under it

Quitamos la alfombra debajo y le pusimos un tablero de ajedrez.

and give it a checkerboard,

and it even uses that strange visual information

Es capaz de usar esta extraña información visual

and does its best to match the pattern with a little ad-libbing.

y hacer su mejor esfuerzo para imitar el patrón, con un poco de improvisación.

So other cognitive skills are important, too.

Otras habilidades de cognición también son importantes.

The squids have a different kind of smarts, if you will.

Los calamares tienen un tipo diferente de inteligencia.

They have an extremely complex, interesting sex life.

Tienen una vida sexual extremadamente interesante y compleja.

They have fighting and flirting and courting and mate-guarding

Hay peleas, galanteos, cortejos,

protección de la paternidad y engaños.

and deception.

Sound familiar?

¿Les suena familiar?

(Laughter)

(Risas)

And it's really quite amazing

Y es en verdad sorprendente

that these animals have this kind of intuitive ability

que estos animales exhiban este tipo de habilidad intuitiva

to do these behaviors.

y estos comportamientos.

Here you see a male and a female.

Aquí ven a un macho y una hembra.

The male, on the left, has been fighting off other males

El macho, izquierda, ha estado alejando a otros machos que pretendían a la hembra,

to pair with the female,

and now he's showing a dual pattern.

y ahora exhibe ese patrón doble.

He shows courtship and love on her side,

Muestra cortejo y amor del lado de la hembra, y agresión del otro.

fighting on the other.

Watch him when she shifts places --

Mírenlo cuando ella cambia de lugar.

(Laughter)

(Risas)

and you see that he has fluidly changed the love-courtship pattern

Pueden ver que cambia rápidamente el patrón de cortejo

to the side of the female.

hacia el lado de la hembra.

So this kind of dual signaling simultaneously

Este tipo de señales dobles y simultáneas que cambian de acuerdo con el contexto

with a changing behavioral context

is really extraordinary.

son realmente extraordinarias, demandan muchísima capacidad cerebral.

It takes a lot of brain power.

Now, another way to look at this is that, hmm,

Otra forma de leer esto

es que nos ofrece evidencia de 50 millones de años sobre la dualidad masculina.

maybe we have 50 million years of evidence for the two-faced male.

(Laughter)

(Risas)

All right, let's move on.

Bien, sigamos.

(Laughter)

(Risas)

An octopus on a coral reef has a tough job in front it

Este pulpo en el arrecife de coral tiene una ardua tarea por delante:

to go to so many places, remember and find its den.

trasladarse a diferentes lugares y recordar cómo volver a su guarida.

And they do this extremely well.

Y lo hacen muy bien.

They have short- and long-term memory,

Tienen memoria a corto y a largo plazo, aprenden cosas en tres o cinco intentos.

they learn things in three to five trials --

it's a good brain.

Es un cerebro hábil.

And the spatial memory is unusually good.

La memoria espacial es inusualmente buena.

They will even end their forage and make a beeline

Trazan una ruta directa hacia su guarida para regresar después de alimentarse.

all the way back to their den.

The divers watching them are completely lost,

Los buzos que los graban están perdidos, pero ellos son capaces de regresar.

but they can get back,

so it's really quite refined memory capability.

Se trata de una capacidad memorística muy refinada.

Now, in terms of cognitive skills,

En cuanto a las habilidades cognitivas,

look at this sleeping behavior in the cuttlefish.

observen el comportamiento de esta sepia mientras duerme.

Especially on the right, you see the eye twitching.

En el ojo derecho, particularmente, pueden notar el parpadeo involuntario.

This is rapid eye movement kind of dreaming

Este rápido movimiento ocular es propio del sueño

that we only thought mammals and birds did.

que atribuíamos exclusivamente a mamíferos y aves.

And you see the false color we put in there

Y observen el color falso que pusimos allí para notar el patrón luminoso de la piel,

to see the skin patterning flashing,

and this is what's happening a lot.

y eso es lo que sucede.

But it's not normal awake behaviors; it's all different.

Pero no se trata de un comportamiento normal de vigilia, es diferente.

Well, dreaming is when you have memory consolidation,

Durante el sueño se fijan los recuerdos,

and so this is probably what's happening in the cuttlefish.

así que es probable que eso sea lo que está sucediéndole a la sepia.

Now, another form of memory that's really unusual

Otro tipo de memoria que resulta bastante inusual es la memoria episódica.

is episodic-like memory.

This is something that humans need four years of brain development to do

Los seres humanos requieren de cuatro años de desarrollo cerebral

to remember what happened during a particular event,

para recordar lo que sucedió durante un evento determinado,

where it happened and when it happened.

dónde y cuándo sucedió.

The "when" part is particularly difficult,

Recordar cuándo es particularmente difícil,

and these children can do that.

y estos niños pueden recordarlo.

But guess what?

Pero ¿adivinen qué?

We find recently that the wily cuttlefish also has this ability,

Recientemente descubrimos que la astuta sepia también posee esta habilidad,

and in experiments last summer,

y, en experimentos del verano pasado,

when you present a cuttlefish with different foods at different times,

vimos que al ofrecer a la sepia distintos alimentos en diferentes momentos,

they have to match that with where it was exactly

debe relacionarlos con dónde y cuándo exactamente

and when was the last time they saw it.

vio esos alimentos por última vez.

Then they have to guide their foraging to the rate of replenishment

Luego, adecúa sus expediciones a esta información para poder reabastecer

of each food type in a different place.

cada tipo de alimento en lugares diferentes.

Sound complicated?

¿Parece complicado?

It's so complicated, I hardly understood the experiment.

Es tan complicado que apenas pude entender el experimento.

So this is really high-level cognitive processing.

Se trata verdaderamente de un proceso cognitivo de alto nivel.

Now, speaking of brains and evolution at the moment,

En relación con el cerebro y el estadio actual de evolución,

you look on the right, there's the pathway of vertebrate brain evolution,

en la derecha ven el camino evolutivo del cerebro de los vertebrados.

and we all have good brains.

Todos poseemos un cerebro muy hábil, seguramente estarán de acuerdo.

I think everyone will acknowledge that.

But if you look on the left side,

Pero si observan la izquierda,

some of the evolutionary pathway outlined here to the octopus,

algunos de los caminos evolutivos señalados para el pulpo

they have both converged, if you will, to complex behaviors

coinciden con los comportamientos complejos de los vertebrados

and some form of intelligence.

y con algún tipo de inteligencia.

The last common denominator in these two lines

El último común denominador de estos dos caminos

was 600 million years ago,

se dio hace 600 millones de años,

and it was a worm with very few neurons,

y se trató de un gusano con muy pocas neuronas.

so very divergent paths

Entonces, se trata de caminos muy diferentes

but convergence of complicated behavior.

pero con complejos comportamientos en común.

Here is the fundamental question:

La pregunta esencial:

Is the brain structure of an octopus

la estructura cerebral del pulpo

basically different down to the tiniest level

¿es diferente en todos los niveles a la de los vertebrados?

from the vertebrate line?

Now, we don't know the answer,

No tenemos la respuesta, pero si resultara afirmativa,

but if it turns out to be yes,

then we have a different evolutionary pathway

tendríamos un camino evolutivo alternativo para crear inteligencia en la Tierra.

to create intelligence on planet Earth,

and one might think that the artificial intelligence community

Podríamos suponer que a la comunidad de la Inteligencia Artificial

might be interested in those mechanisms.

le interesarían estos mecanismos.

Well, let's talk genetics just for a moment.

Centrémonos en la genética por un momento.

We have genomes, we have DNA,

Conocemos el genoma, el ADN; cómo el ADN se traduce en ARN,

DNA is transcripted into RNA,

RNA translates that into a protein, and that's how we come to be.

y el ARN se traduce en una proteína, y así surge la vida.

Well, the cephalopods do it differently.

Pues los cefalópodos lo hacen de otra forma.

They have big genomes, they have DNA,

Poseen grandes genomas, ADN que se traduce en ARN,

they transcript it into RNA,

but now something dramatically different happens.

pero luego se da algo totalmente diferente.

They edit that RNA at an astronomical weird rate,

Editan ese ARN de una forma astronómica,

a hundredfold more than we as humans or other animals do.

100 veces más que los seres humanos u otros animales.

And it produces scores of proteins.

Y producen muchas proteínas.

And guess where most of them are for?

¿Adivinen para qué son casi todas ellas?

The nervous system.

Para el sistema nervioso.

So perhaps this is an unorthodox way

Quizá sea una forma no convencional

for an animal to evolve behavioral plasticity.

en que los animales desarrollan plasticidad conductual.

This is a lot of conjecture, but it's food for thought.

Son principalmente conjeturas, pero son ideas por considerar.

Now, I'd like to share with you for a moment

Ahora quisiera compartirles

my experience, and using my smarts and that of my colleagues,

mi experiencia,

y cómo usamos nuestro ingenio para obtener este tipo de información.

to try and get this kind of information.

Al bucear, no podemos permanecer eternamente bajo el agua,

We're diving, we can't stay underwater forever

because we can't breathe it,

se nos acaba el aire,

so we have to be efficient in what we do.

así que debemos ser eficientes con el tiempo.

The total sensory immersion into that world

La inmersión absoluta en este medio

is what helps us understand what these animals are really doing,

nos permite entender el verdadero comportamiento de estos animales.

and I have to tell you that it's really an amazing experience

Y debo confesar que es una experiencia increíble

to be down there and having this communication

poder estar bajo el agua y mantener comunicación con un pulpo.

with an octopus and a diver

when you really begin to understand that this is a thinking, cogitating,

Comenzamos a entender que se trata de un animal pensante y curioso.

curious animal.

And this is the kind of thing that really inspires me endlessly.

Y este tipo de comunicación me inspira muchísimo.

Let's go back to that smart skin for a few moments.

Volvamos a la piel inteligente por un momento.

Here's a squid and a camouflage pattern.

Aquí vemos un calamar con un patrón de camuflaje.

We zoom down and we see there's beautiful pigments and reflectors.

Al ampliar la imagen, vemos hermosos pigmentos y reflectores.

There are the chromatophores opening and closing very quickly.

Se trata de los cromatóforos que se abren y se cierran rápidamente.

And then, in the next layer of skin,

Luego, en la siguiente capa de piel, es muy interesante,

it's quite interesting.

The chromatophores are closed,

los cromatóforos se cierran

and you see this magical iridescence just come out of the skin.

y pueden ver esa mágica iridiscencia que emana de la piel.

This is also neurally controlled,

Esto también se controla neuralmente.

so it's the combination of the two,

Es gracias a la combinación de ambos,

as seen here in the high-resolution skin of the cuttlefish,

como pueden notar en este video de alta resolución de la piel de la sepia,

where you get this beautiful pigmentary structural coloration

que se obtiene esta hermosa coloración estructural pigmentaria

and even the faint blushing that is so beautiful.

e incluso un leve rubor, que es muy bello.

Well, how can we make use of some of this information?

¿Qué usos podemos darle a esta información?

I talked about those skin bumps, the papillae.

Ya mencioné esos relieves en la piel, las papilas.

Here's the giant Australian cuttlefish.

Aquí vemos a la sepia apama.

It's got smooth skin and a conspicuous pattern.

Tiene una piel lisa y un patrón notorio.

I took five pictures in a row one second apart,

Saqué cinco fotos con un segundo de diferencia,

and just watch this animal morph -- one, two, three, four, five --

y observen cómo este animal cambia: uno, dos, tres, cuatro, cinco.

Ahora es un alga marina.

and now I'm a seaweed.

And then we can come right back out of it

Luego podemos regresar y notar la piel lisa y visible.

to see the smooth skin and the conspicuousness.

So this is really marvelous, morphing skin.

Es una piel extraordinaria, capaz de cambiar.

You can see it in more detail here.

Aquí pueden verla en más detalle.

Periscope up,

Con apariencia de periscopio, aparecen estas hermosas papilas.

and you've got those beautiful papillae.

And then we look in a little more detail,

Y si observamos con más atención, notamos las papilas individuales.

you can see the individual papillae come up,

and there are little ridges on there,

Y vemos pequeños relieves allí, así que se trata de papilas sobres las papilas.

so it's a papilla on papilla and so forth.

Every individual species out there has more than a dozen shapes and sizes

Cada especie posee más de una decena de formas y tamaños de esos relieves,

of those bumps

to create fine-tuned, neurally controlled camouflage.

con los que crean un camuflaje muy detallado y controlado neuralmente.

So now, my colleagues at Cornell, engineers,

Actualmente, mis colegas ingenieros en Cornell

watched our work and said, "We think we can make some of those."

han afirmado, tras ver nuestro trabajo: "Podemos crear algunos así".

Because in industry and society,

En las industrias, este tipo de material suave capaz de cambiar de forma

this kind of soft materials under control of shape

are really very rare.

es extremadamente raro.

And they went ahead, worked with us

Así que trabajamos en conjunto

and made the first samples of artificial papillae, soft materials,

y creamos las primeras muestras de papilas artificiales, materiales suaves

shown here.

que ven aquí.

And you see them blown up into different shapes,

Pueden ver cómo se inflan y adoptan distintas formas.

And then you can press your finger on them

Pueden apretarlas con el dedo para notar que son un tanto maleables.

to see that they're a little bit malleable as they are.

And so this is an example of how that might work.

Esto es un ejemplo de cómo podría aplicarse.

Well, I want to segue from this into the color of fabrics,

Quiero ahora pasar al tema del color de las telas,

and I imagine that could have a lot of applications as well.

e imagino que aquí podría haber muchas aplicaciones también.

Just look at this kaleidoscope of color

Miren este caleidoscopio de colores

of dynamically controlled pigments and reflectors

de los pigmentos y reflectores controlados de forma dinámica

that we see in the cephalopods.

que presentan los cefalópodos.

We know enough about the mechanics of how they work

Conocemos suficiente sobre la mecánica de su funcionamiento,

that we can begin to translate this

y podemos aplicar esto no solamente en las telas,

not only into fabrics

but perhaps even into changeable cosmetics.

sino también quizá en los cosméticos.

And moreover, there's been the recent discovery

Además, se han descubierto recientemente

of light-sensing molecules in the skin of octopus

moléculas sensibles a la luz en la piel de los pulpos,

which may pave the way to, eventually, smart materials

y esto puede dar lugar, en el futuro, a la creación de materiales inteligentes

that sense and respond on their own.

capaces de sentir y responder por su cuenta.

Well, this form of biotechnology, or biomimicry, if you will,

Este tipo de biotecnología, o biomímesis,

could change the way we look at the world even above water.

podría alterar la forma en que vemos el mundo, incluso fuera del agua.

Take, for example, artificial intelligence

Consideren cómo la inteligencia artificial

that might be inspired by the body-distributed brain

podría beneficiarse de un cerebro distribuido por el cuerpo

y de un comportamiento similar al del pulpo;

and behavior of the octopus

or the smart skin of a cuttlefish

o cómo la piel inteligente de la sepia

translated into cutting-edge fashion.

podría aplicarse a la industria de la moda.

Well, how do we get there?

¿Cómo podemos conseguir eso?

Maybe all we have to do

Quizá solamente debemos comenzar a ser un poco más inteligentes

is to begin to be a little bit smarter

sobre cuán inteligentes son los cefalópodos.

about how smart the cephalopods are.

Thank you.

Gracias.

(Applause)

(Aplausos)