Nie mają mózgów, ale potrafią uczyć się na błędach

Meduzy, podobnie jak inni przedstawiciele parzydełkowców (Cnidaria), nigdy nie wykształciły mózgów. Zamiast nich posiadają zdecentralizowany układ nerwowy w postaci przebiegającej przez całe ciało sieci. Jak pokazuje badanie opublikowane na lamach "Current Biology", wcale nie przeszkadza im to jednak uczyć się na błędach.

W analizie naukowcy skupili się na kostkomeduzach z gatunku Tripedalia cystophora. Ta mająca tylko centymetr średnicy meduza zamieszkuje wody, w których rosną lasy namorzynowe. Dzięki swoim 24 oczkom może polować na widłonogi, starając się unikać kolizji z korzeniami mangrowców. Gdy zwierzę niebezpiecznie zbliża się do korzenia, odwraca się i odpływa. Jeśli skręci zbyt wcześnie, nie będzie miało wystarczająco dużo czasu, aby złapać ofiarę, ale zbyt późny zwrot to ryzyko zderzenia, które galaretowate ciało meduzy znosi z trudem.

Środowisko życia parzydełkowca zostało odwzorowane w warunkach laboratoryjnych. Naukowcy zbudowali "tor przeszkód" w szklanym akwarium z naklejonymi na nie szarymi paskami naśladującymi korzenie. Początkowo meduzy pływały blisko pasków i często na nie wpadały, jednak pod koniec eksperymentu zwiększyły średnią odległość od ścian akwarium o około 50 procent. Odkrycia te sugerują, że mogą one uczyć się na podstawie doświadczenia poprzez bodźce wizualne i mechaniczne.

- Nasze eksperymenty pokazują, że wykorzystują one kontrast między kolorem korzeni a wodą, by ocenić odległość - przekazał Anders Garm z Uniwersytetu w Kopenhadze, współautor badania. - Każdego dnia kostkomeduza uczy się na podstawie obecnych kontrastów, łącząc wrażenia wzrokowe i doznania podczas manewrów uniku, które kończą się niepowodzeniem. Pomimo posiadania zaledwie tysiąca komórek nerwowych (...) jest zdolna do tego, co nazywamy uczeniem się skojarzeniowym. I faktycznie uczy się tak szybko, jak bardziej zaawansowane zwierzęta, takie jak muszki owocowe i myszy.

Wyniki nowych badań przełamują wcześniejsze naukowe wyobrażenia na temat tego, do czego zdolne są zwierzęta z prostym układem nerwowym. Jak wyjaśnił Garm, kiedyś zakładano, że meduzy zdolne są jedynie do najprostszych form uczenia się, w tym przyzwyczajania się do określonej stymulacji, takiej jak ciągły dźwięk lub ciągły dotyk.

- Teraz widzimy, że mają znacznie bardziej wyrafinowaną zdolność uczenia się, oraz że mogą uczyć się na swoich błędach. W ten sposób modyfikują swoje zachowanie - powiedział.

Naukowcy mają nadzieję, że meduzy mogą stać się zaawansowanym modelem do badania procesów komórkowych w uczeniu się wszelkiego rodzaju zwierząt. Obecnie próbują dokładnie określić, które komórki biorą udział w uczeniu się i tworzeniu pamięci. W ten sposób będą mogli obserwować, jakie zmiany strukturalne i fizjologiczne zachodzą w komórce podczas uczenia się. Być może podobnie wygląda to także u innych zwierząt czy u człowieka.

- Zrozumienie czegoś tak enigmatycznego i niezwykle złożonego jak mózg jest samo w sobie czymś absolutnie niesamowitym. Istnieje jednak niewyobrażalnie wiele przydatnych możliwości. Jednym z głównych problemów w przyszłości będą niewątpliwie różne formy demencji. Nie twierdzę, że znajdujemy lekarstwo na demencję, ale jeśli lepiej zrozumiemy, czym jest pamięć, co jest głównym problemem w przypadku demencji, być może będziemy w stanie położyć podwaliny pod lepsze zrozumienie choroby i być może jej przeciwdziałanie - podsumował badacz.