顛覆認知 「無腦」水母可從過去經驗中學習
加勒比箱型水母(見圖)沒有集中的大腦,卻具有從過去的經驗中學習的能力。(圖擷取自維基百科公領域)
〔編譯陳成良/綜合報導〕科學界普遍認為,只有擁有相對較大的大腦且生物學更複雜的動物,才擁有從經驗中學習和適應行為的能力。不過新研究發現,加勒比箱型水母(Caribbean box jellyfish)沒有集中的大腦,卻具有從過去的經驗中學習的能力。這項發現為學習背後的進化和機制提供了新視角,也改變了人們對大腦的基本認知。
一般認為,水母只能進行最簡單的學習,如習慣某種刺激(持續的聲音或觸摸等),但丹麥和德國的科學家發現,箱形水母擁有更精細的學習能力,它們可以從錯誤中學習教訓,並改變自己的行為。
研究團隊研究了加勒比箱型水母(學名為Tripedalia cystophora),這種水母生活在加勒比的紅樹林沼澤中。這種水母有著先進的視覺系統,可以在紅樹林的樹根中獵食微小的橈腳類。簡單來說,這種水母能夠看到樹根和周圍的水的差異,從而知道它們與樹根的距離,這樣就能在正確的時機游動。
科學家將這種箱形水母置於一個水箱內,水箱壁上塗有白色和灰色條紋,類似於其原生棲息地中紅樹林垂直的根部。他們使用灰色而非黑色條紋,使「根」看起來更遠。這種錯覺導致水母剛開始會撞到水箱壁上。但在水箱中進行了7分半鐘的訓練後,12隻水母都開始以螺旋方式躲開牆壁,這表明牠們從碰撞中汲取教訓,並改變了自己的行為。實驗結束時,水母的碰壁次數減少了一半。
研究人員認為,學習發生在水母的4個視覺感知器官內,每個器官擁有6個感光晶狀體,總共24隻「眼睛」,有助於引導水母的脈衝和樞軸。
這種對於基本神經系統能力的新認識,為神經科學領域帶來了重大啟示。研究小組現在正專注於確定哪些細胞參與了學習和記憶形成,希望未來能深入瞭解這一進程,進而為研究其它動物的學習提供新的研究模型。這項突破性的知識不僅有助於我們更進一步理解腦部的運作,也可能對未來治療各種形式的失智症等疾病提供幫助。這篇研究被刊登在最新一期的《當代生物學》(Current Biology)期刊。