水母具有快速学习能力

参考消息网10月11日报道据美国有线电视新闻网网站9月22日报道，新研究发现，没有中枢神经系统的加勒比箱形水母看似只能漫无目的地随波逐流，但其实它们仍然具有快速学习和保留信息的能力。

根据发表在美国《当代生物学》半月刊上的一项研究，这一发现颠覆了人们长期以来的一种观点，即如果没有中枢神经系统，生物体就无法进行联想学习。

这项研究由丹麦哥本哈根大学海洋生物学副教授安德斯·加尔姆牵头进行，该项目还是德国基尔大学生理学研究所正在进行的水母行为研究的一部分。

研究论文的第一作者、基尔大学视觉神经行为学博士后研究员扬·别莱茨基说，经过多年对加勒比箱形水母的研究，他们对这种动物能够学习并不感到惊讶，“令人惊讶的其实是它们学习的速度有多快”。

加勒比箱形水母有24只眼睛，平均分布在其四个视觉感官中心当中。水母的凝胶状身体（因其形状而被称为伞膜）很容易擦伤——当这种生物在加勒比海的红树林根部丛中移动时，这是一个潜在的不利之处。别莱茨基说，游入树根丛中可能会造成损害，导致水母感染细菌并最终死亡。

“所以我们绝对确定这些动物能够学习，因为如果它们想生存，（避开红树林根）对它们来说是一个关键的学习过程。”他说。

为了测试这种动物的学习能力，研究人员在圆形水箱的内部涂上了灰色和白色条纹。在水母的24只眼睛中，灰色条纹看起来就像自然栖息地中远处的红树林根一样黑。在7.5分钟的时间里，研究人员观察了水母，看看它们是会撞到条纹还是会学着保持距离。

在最初的几分钟内，水母游得相当接近或者撞到了水箱壁上。但过了不到5分钟，情况就发生了变化。

水母接收到了条纹带来的视觉刺激和碰撞障碍物带来的机械刺激。

“它们了解到它们会同时受到这些刺激，并避开了障碍，”别莱茨基说，“它们在我们测量的所有避障参数上的表现都提高了。”

然后研究人员用纯灰色区域替换了条纹。于是水母开始一次又一次地撞到它。

“没有了视觉提示，它们就学不到任何东西，”别莱茨基说，“它们只是不断撞到，却没有反应。”

最后，研究人员进行了一项神经生理学实验，看看视觉感官中心是如何发出电信号来驱动脉动运动或游泳收缩，即在水中推动自己。当水母移动以避开障碍物时，其脉动速度就会大大提高。

科学家们将视觉感官中心从水母的伞膜上分离开。而红树林根的替身又被放到周围并移动。因此现在，当线条移动时，水母的视觉机制是静止的。那么视觉系统能否学会应该避开灰线条呢？

科学家们连接了一个可以给视觉感官中心发送微弱电信号的系统。当视觉感官中心不能自然地激活刺激游泳收缩的信号时，科学家们替它们做到了这一点。很快，视觉感官中心开始在没有任何刺激的情况下发送信号，即使是在面对与环境其他部分的对比度低得多的浅灰色线条的情况下。

别莱茨基说，他们之所以取得这一发现，是因为该实验与水母的“行为相关”。研究人员将这些动物置于类似于它们在野外所经历的环境中。

“因此视觉刺激和机械刺激都是在它们的自然栖息地中发生的，”他说，“它们清楚地知道该怎么做。”

加利福尼亚大学伯克利分校分子和细胞生物学系研究员迈克尔·艾布拉姆斯博士说，这项研究非常有说服力。艾布拉姆斯在水母和睡眠领域做了广泛研究，他本人并没有参与这项新研究。

“科学家们设计了一个非常令人信服的实验范式来量化箱形水母的联想学习。他们的发现也可能是一定程度的短期记忆的证据。”艾布拉姆斯在一封电子邮件中说。他还说，这项研究清楚地证明了动物的学习能力，并且让他想知道“它们的记忆能持续多久”。

在加州理工学院攻读博士学位期间，艾布拉姆斯在2017年进行了一项关于倒立水母及其“类睡眠状态”的研究，这种状态“也一度被认为是仅存在于具有中枢神经系统的动物身上的行为”。