Międzynarodowy zespół naukowców przeprowadził analizę, która wykazała, że ukwiał z gatunku Nematostella vectensis potrafi uczyć się mimo braku mózgu. Badacze próbowali sprawdzić reakcję tych zwierząt na impulsy świetlne oraz elektryczne. Okazało się, że po czasie spora grupa tych stworzeń reagowała na światło poprzez cofanie swoich macek.
W wodach otaczających wschodnią oraz zachodnią Amerykę, a także południowo-wschodnią Anglię, żyje niezwykłe zwierzę. Według najnowszych badań, ukwiał z gatunku Nematostella vectensis jest zdolny do uczenia się. Dowodem na to ma być umiejętność zapamiętywania związku między światłem a impulsami elektrycznymi.
- Dokładnie nazywa się to uczeniem asocjacyjnym - powiedział Simon Sprecher, neurobiolog z Uniwersytetu we Fryburgu Szwajcarskim i jeden z autorów badania. Metoda ta polega na uczeniu się ze skojarzeń i łączeniu poszczególnych elementów w jedno łączące je skojarzenie. - To dowód na to, że nawet zwierzęta bez mózgu potrafią wykazywać złożone zachowania za sprawą swojego układu nerwowego.
Zwierzęta, których mózgi są dobrze rozwinięte, potrafią łatwo powiązać bodziec z reakcją i zmienić swoje zachowanie w oparciu o to, czego się nauczyły i zapamiętały. Przykładem może być rozgrzana kuchenka. Jeśli zdarzyło ci się takowej dotknąć i odczułeś ból, następnym razem będziesz uważniejszy i tak zmodyfikujesz swoje zachowanie, by nie zrobić tego ponowne. Badacze są zdania, że zdolność do zapamiętywania takich rzeczy pojawiła się wraz z ewolucją systemów nerwowych, regulując tak zwaną neuroplastyczność w mózgu.
Jednak nie wszystkie zwierzęta mają ten organ. Pozbawione są niego choćby meduzy i właśnie ukwiały. Zamiast tego mają zdecentralizowaną sieć nerwową, co oznacza, że jeśli już wykazują zdolność do uczenia, to nie metodą asocjacyjną.
Akcja, akcja i reakcja
Chcąc dowiedzieć się więcej na temat umiejętności, Sprecher i jego koledzy z Uniwersytetu we Fryburgu oraz Uniwersytetu w Barcelonie w Hiszpanii przeprowadzili eksperymenty warunkowania klasycznego z użyciem światła i wstrząsu elektrycznego. W tego typu eksperymencie początkowo neutralne wydarzenie jest łączone z biologicznie istotnym wynikiem w postaci nagrody (pozytywnie) lub kary (negatywnie).
Autorzy pracy podkreślili, że poprzednie badania, wykonane 40 lat temu, nie dostarczyły jednoznacznych dowodów na występowanie warunkowania klasycznego u ukwiałów. Analiz tych nigdy więcej nie wykonano ponownie.
Zespół badał zachowanie ukwiałów poprzez dwa rodzaje próby. W jednej impulsy świetlne i elektryczne następowały równocześnie, w drugiej nie były zsynchronizowane. By zmusić zwierzęta do cofnięcia macek, używali niewielkich wstrząsów elektrycznych. Wstrząs pojawiał się w tym samym czasie, co światło bądź nie. Potem przetestowali ich reakcje na samo światło.
72 procent zwierząt z grupy, która doświadczała jednocześnie wstrząsu elektrycznego i światła, cofało swoje macki przy samym świetle. W przypadku tych ukwiałów, które otrzymywały wstrząs i światło w różnym czasie, podobne zachowanie wykazało 30 procent z nich.
Za pomocą oprogramowania do śledzenia długości ciała zwierząt w każdym punkcie testu zespół zmierzył również zakres retrakcji, czyli obkurczania. Stwierdzili, że największa długość retrakcji cechowała zwierzęta, które doświadczyły jednoczesnego impulsu elektrycznego i światła.
- Ogólnie rzecz biorąc, zwierzęta te wykazywały ilościowo i jakościowo inną odpowiedź behawioralną w porównaniu ze zwierzętami kontrolnymi, które otrzymywały niesparowane bodźce - przekazali naukowcy.
Nie jest jednak jasne, czy ukwiały te mają te same rodzaje neuroprzekaźników lub neuromodulatorów - takich jak serotonina i dopamina - tak samo jak u nas. Możliwe więc, że uczenie się metodą asocjacyjną wyewoluowało u nich niezależnie.
Chcą badać dalej
Jak stwierdzili badacze, u większości tak zwanych organizmów modelowych zidentyfikowano zdefiniowane obwody neuronowe i mechanizmy molekularne, które odpowiadają za określone formy wspomnień. U tych ukwiałów umiejętność uczenia się jest przykładem "ucieleśnionego poznania". To zachęca do kolejnych badań, tym razem dotyczących struktury pamięci u organizmów, które nie mają mózgu.
- Wiemy bardzo niewiele o działaniu procesu uczenia się u zwierząt, które mają pozornie prosty układ nerwowy. Mamy już niezbędne ramy, aby pchnąć nasze badania dalej - podsumował Sprecher.
Dokładne badania na ten temat ujrzały światło dzienne w ostatnim wydaniu czasopisma naukowego "Proceedings of the National Academy of Sciences". Fotografia przedstawiająca głowę Nematostella vectensis autorstwa Gaelle Botton-Amiot została wykorzystana nawet jako jego okładka.
Źródło: sciencealert.com, tvnmeteo.pl
Źródło zdjęcia głównego: Gaelle Botton-Amiot, University of Fribourg