Потребовалось 40 лет. Доказано, что простейшие организмы способны к сложному обучению даже без мозга

Обучение является одной из определяющих характеристик жизни, и каждый живой организм, от птиц до слезивиков, в той или иной степени обладает этой способностью. Однако простейшие организмы не обладают мозгом, а потому повторение одних и тех же раздражителей может вызывать у них то, что называют не ассоциативным обучением в форме привыкания, пишет Science Alert.

В новом исследовании ученые из Фрибургского университета обнаружили, что вид литоральных роющих актиний, также известный как анемоны-звездочки (Nematostella vectensis) способны демонстрировать удивительно сложное обучение.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

По словам старшего автора исследования, нейробиолога Саймона Спрехера, они с коллегами обнаружили, что анемоны-звездочки демонстрируют то, что называется ассоциативным обучением. Теперь исследователи считают, что даже простейшие организмы без мозга способны демонстрировать сложное поведение, используя в качестве замены мозгу свою нервную систему, которая помогает запоминать связь между светом и электрическими импульсами.

Известно, что организмы с большими умственными способностями способны легко связывать импульсы с реакций, чтобы менять свое поведение в зависимости от того, что они узнали и запомнили. Например, когда человек впервые прикасается к горячей плите, он способен изменить свое поведение, чтобы не повторить столь болезненного опыта. Исследователи полагали, что эта способность развилась у животных по мере развития их нервной системы, которая регулирует силу и пластичность синапсов в мозгу.

Однако далеко не все животные обладают мозгом. Например, морские анемоны и медузы обладают лишь децентрализованной нервной сетью, а потому ученые предположили, что они способны лишь к ассоциативному обучению.

В ходе исследования Спрехер с коллегами из Университета Фрибурга в Швейцарии и Университета Барселоны в Испании исследовали Nematostella vectensis и провели ряд классических экспериментов, изучающих выработку условного рефлекса со светом и электрическим током.

Отметим, что подобное исследование впервые было проведено 40 лет назад, тогда ученые обнаружили, что морские анемоны в действительности способны демонстрировать ассоциативное обучение. Однако доказательства были неубедительными, а ученые больше не возвращались к этой теме.

Спрехер и его команда решили возобновить исследования и поставить точку в этом вопросе. В ходе эксперимента они случайным образом распределили группы из 10 или 18 анемон-звездочек для парных и непарных исследований. В первом случае световые и электрические импульсы совпадали, тогда как во втором — импульсы возникали не синхронно.

В ходе эксперимента ученые использовали небольшой электрический шок, тем самым заставляя животных втягивать щупальца. Процесс обучения был напрямую связан с электрическим током, который подавался одновременно или в разное время со светом. Затем исследователи проверили реакции анемон-звездочек, но только на свет.

Результаты исследования свидетельствуют о том, что те животные, которые одновременно получали импульсы света и тока, адаптировали свое поведение и реагировали только на свет. 72% в этой группе втягивали свои щупальца, получив лишь импульс света, а скорость реакции в этой группе была на 30% выше, чем у животных, тренированных с электрошоком и светом, поступающими в разное время.

По словам автора исследования, ученым еще слишком мало известно о том, как работает процесс обучения у животных с явно простой нервной системой. Однако результаты исследования свидетельствуют о том, что они явно способны к ассоциативному обучению. В дальнейших исследованиях ученые надеются узнать, как эта способность развилась у простейших организмов и как работает их структура памяти.

Ранее Фокус писал о том, что ученые выяснили, что пчелы могут различать четные и нечетные числа.