水母比你想象的聪明

水母比以前想象的更先进。哥本哈根大学的一项新研究表明，加勒比箱形水母的学习能力比想象的要复杂得多——尽管它只有一千个神经细胞，而且没有中央大脑。这一发现改变了我们对大脑的基本理解，并可能启发我们了解我们自己神秘的大脑。

水母在地球上生活了 5 亿多年，其巨大的进化成功是不可否认的。尽管如此，我们一直认为它们是学习能力非常有限的简单生物。

普遍的观点是，更先进的神经系统等同于动物更先进的学习潜力。水母及其近亲统称为刺胞动物，被认为是最早发育出神经系统的现存动物，并且具有相当简单的神经系统并且没有集中的大脑。

十多年来，神经生物学家安德斯·加姆一直在研究箱形水母，这是一组众所周知的世界上最毒的生物之一。但这些致命的果冻之所以有趣还有另一个原因：事实证明它们并不像人们曾经认为的那么简单。这动摇了我们对简单神经系统能力的整体理解。

“曾经有人认为水母只能进行最简单的学习形式，包括习惯化，即习惯某种刺激的能力，例如持续的声音或持续的触摸。现在，我们发现水母有更多的能力哥本哈根大学生物系副教授安德斯·加姆(Anders Garm)说：“提高学习能力，并且他们实际上可以从错误中学习。这样做可以改变他们的行为。”

神经系统最先进的属性之一是能够根据经验改变行为——记忆和学习。由基尔大学的 Jan Bielecki 和 Anders Garm 领导的研究小组开始在箱型水母中测试这种能力。研究结果刚刚发表在《当代生物学》杂志上。

一千个神经细胞比以前想象的更有能力

科学家们研究了加勒比箱形水母Tripedalia Cytophora，这是一种生活在加勒比红树林沼泽中的指甲盖大小的水母。在这里，它们利用令人印象深刻的视觉系统(包括 24 只眼睛)在红树林根部中寻找微小的桡足类动物。虽然根网是良好的狩猎场，但对于软体水母来说也是一个危险的地方。

因此，当小箱形水母接近红树林根部时，它们就会转身游走。如果它们转向太快，它们就没有足够的时间来捕捉任何桡足类动物。但如果它们转动得太晚，它们就有可能撞到树根并损坏它们的凝胶体。因此，评估距离对他们来说至关重要。在这里，对比度是关键，正如研究人员发现的那样：

“我们的实验表明，水母利用对比度(即根部与水的关系有多深)来评估与根部的距离，这使它们能够在正确的时刻游走。更有趣的是，这种关系由于雨水、藻类和波浪作用，距离和对比度每天都会发生变化，”Anders Garm 说道，他继续说道：

“我们可以看到，随着每一天新的狩猎开始，箱形水母会在失败的规避动作中结合视觉印象和感觉来学习当前的对比。因此，尽管我们的大脑只有大约 1000 亿个神经细胞，但我们的大脑大约有 1000 亿个神经细胞。 “它们可以将各种印象的时间聚合联系起来，并学习一种联系——或者我们所说的联想学习。它们实际上和果蝇和老鼠等高级动物一样快地学习。”

新的研究结果打破了之前对具有简单神经系统的动物能力的科学认知：

“对于基础神经科学来说，这是一个相当大的新闻。它为简单的神经系统可以做什么提供了新的视角。这表明高级学习可能从一开始就是神经系统最重要的进化益处之一，”安德斯·加姆说。

寻找储存记忆的脑细胞

研究小组还展示了这些箱形水母的学习过程。这为他们提供了独特的机会，让他们能够研究神经细胞参与高级学习时发生的精确变化。

“我们希望这能够成为一个超级模型系统，用于研究各种动物高级学习中的细胞过程。我们现在正在尝试准确找出哪些细胞参与学习和记忆形成。在此过程中，我们将能够深入观察学习发生时细胞中发生的结构和生理变化，”Anders Garm 说。

如果科学家能够查明水母参与学习的确切机制，下一步将是查明它是否专门适用于水母，或者是否可以在所有动物中找到。

“最终，我们将在其他动物中寻找相同的机制，看看这是否是记忆的一般运作方式，”研究人员说。

安德斯·加姆 (Anders Garm) 表示，这种开创性的知识可以用于多种目的：

“理解像大脑这样神秘而极其复杂的东西本身就是一件绝对令人惊奇的事情。但是，存在着难以想象的许多有用的可能性。未来的一个主要问题无疑将是各种形式的痴呆症。我并不是说我们正在发现痴呆症的治疗方法，但如果我们能够更好地了解记忆是什么(这是痴呆症的一个核心问题)，我们也许能够为更好地了解这种疾病甚至对抗它奠定基础。”研究人员总结道。