Несмотря на отсутствие центрального мозга, медузы могут учиться на опыте, так же как люди, мыши и мухи, отмечено в новом исследовании, опубликованном в журнале "Current Biology". Ученые провели обучение карибской коробчатой медузе (Tripedalia Cysophora), позволив ей научиться распознавать препятствия и избегать их. Эта работа вызывает сомнения в прежних представлениях о том, что сложное обучение требует наличия централизованного мозга и раскрывает эволюционные корни процессов обучения и памяти.
Несмотря на свою скромную размерность, эти "желе" обладают сложной зрительной системой, включающей 24 глаза, встроенных в их колоколообразное тело. Проживая в мангровых болотах, медузы используют свое зрение, чтобы ориентироваться в мутной воде и избегать подводных корней деревьев, чтобы поймать добычу. Исследователи продемонстрировали, что эти животные способны приобретать способность избегать препятствий через ассоциативное обучение, что представляет собой процесс формирования связей между сенсорными восприятиями и поведением.
"Обучение представляет собой высшую степень эффективности для нервной системы. Для успешного обучения медузы лучше использовать ее естественное поведение, чтобы полностью раскрыть ее потенциал", — первый автор исследования, Ян Белецкий из Кильского университета в Германии.
Исследователи создали аквариум с полосами серого и белого цвета, имитируя природную среду обитания медузы, где серые полосы символизировали корни мангровых деревьев, которые казались далекими. Медузы наблюдались в аквариуме в течение 7,5 минут. Сначала они приближались к тем, казалось бы, далеким полосам и часто сталкивались с ними. Однако к концу эксперимента медузы увеличили среднее расстояние до стен примерно на 50%, увеличили в четыре раза количество успешных маневров для избежания столкновений и вдвое сократили контакт со стеной. Эти результаты указывают на то, что медузы способны учиться на собственном опыте с помощью визуальных и механических стимулов.
"Для понимания сложных структур всегда полезно начать с простого. Рассматривая относительно простые нервные системы медуз, у нас есть больше шансов понять их детали и взаимодействие, которое позволяет им выполнять определенное поведение", — старший автор исследования, Андерс Гарм из Копенгагенского университета в Дании.
Далее исследователи планируют более подробно изучить внутриклеточные взаимодействия в нервной системе медуз для понимания механизмов формирования памяти. Они также намерены более подробно исследовать работу механических сенсоров в колоколе медуз, чтобы полностью разгадать процессы ассоциативного обучения у этих животных.
"Поразительно, насколько быстро эти животные способны учиться; их темпы обучения сравнимы с более сложными видами. По-видимому, даже самая простая нервная система способна к продвинутому обучению, и это может быть фундаментальным клеточным механизмом, сформированным на ранних этапах эволюции нервной системы", — добавляет Андерс Гарм.