Знадобилося 40 років. Доведено, що найпростіші організми здатні до складного навчання навіть без мозку

Навчання є однією з визначальних характеристик життя, і кожен живий організм, від птахів до слизовиків, тією чи іншою мірою має цю здатність. Однак найпростіші організми не мають мозку, а тому повторення тих самих подразників може викликати у них те, що називають не асоціативним навчанням у формі звикання, пише Science Alert.

У новому дослідженні вчені із Фрібурзького університету з'ясували, що вид літоральних актиній, також відомий як анемони-зірочки (Nematostella vectensis), здатний демонструвати напрочуд складне навчання.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

За словами старшого автора дослідження, нейробіолога Саймона Спрехера, вони з колегами виявили, що актинії-зірочки демонструють те, що називається асоціативним навчанням. Тепер дослідники вважають, що навіть найпростіші організми без мозку здатні демонструвати складну поведінку, використовуючи як замінника мозку свою нервову систему, яка допомагає запам'ятовувати зв'язок між світлом та електричними імпульсами.

Відомо, що організми з великими розумовими здібностями здатні легко пов'язувати імпульси з реакціями, щоб змінювати свою поведінку залежно від того, що вони запам'ятали. Наприклад, коли людина вперше торкається гарячої плити, вона здатна змінити свою поведінку, щоб не повторювати такого болісного досвіду. Дослідники вважають, що ця здатність розвинулася у тварин разом із розвитком їхньої нервової системи, яка регулює силу і пластичність синапсів у мозку.

Однак далеко не всі тварини мають мозок. Наприклад, морські анемони та медузи мають лише децентралізовану нервову мережу, а тому вчені припустили, що вони здатні лише до не асоціативного навчання.

Під час дослідження Спрехер з колегами з Університету Фрібурга у Швейцарії та Університету Барселони в Іспанії досліджували Nematostella vectensis і провели низку класичних експериментів, що вивчають вироблення умовного рефлексу зі світлом та електричним струмом.

Зазначимо, що подібне дослідження вперше було проведено 40 років тому, тоді вчені виявили, що морські анемони насправді здатні демонструвати асоціативне навчання. Однак докази були непереконливими, а вчені не поверталися до цієї теми.

Спрехер та його команда вирішили відновити дослідження та поставити крапку у цьому питанні. Під час експерименту вони розподілили групи з 10 або 18 анемон-зірочок для парних і непарних досліджень. У першому випадку світлові та електричні імпульси збігалися, тоді як у другому – імпульси виникали не синхронно.

У процесі експерименту вчені використовували невеликий електричний шок, тим самим змушуючи тварин втягувати щупальця. Процес навчання був безпосередньо пов'язаний з електричним струмом, який подавався одночасно або в різний час зі світлом. Потім дослідники перевірили реакції анемон-зірочок, але тільки на світло.

Результати дослідження свідчать, що ті тварини, які одночасно отримували імпульси світла і струму, адаптували свою поведінку і реагували тільки на світло. 72% реципієнтів у цій групі втягували свої щупальця, отримавши лише імпульс світла, а швидкість реакції у цій групі була на 30% вищою, ніж у тварин, тренованих з електрошоком та світлом, що надавалися у різний час.

За словами автора дослідження, вченим ще недостатньо відомо про те, як формується процес навчання у тварин з очевидно простою нервовою системою. Проте результати дослідження свідчать, що вони точно здатні до асоціативного навчання. У подальших дослідженнях вчені сподіваються дізнатися, як ця здатність розвинулася у найпростіших організмів і як працює їх структура пам'яті.

Раніше Фокус писав про те, що вчені з'ясували, що бджоли можуть розрізняти парні та непарні числа.