脳のないクラゲは学習能力を示す

カリブ海のマングローブ林の太陽に照らされた水中では、小さなクラゲが日陰に出たり入ったりして揺れています。 ハコクラゲは、その複雑な視覚システムによって部分的に本物のクラゲと区別されます。ブドウほどの大きさの捕食者には 24 の目があります。 しかし、他のクラゲと同様に、彼らは心を持たず、分散されたニューロンのネットワークを通じて立方体の形をした体を制御します。

このネットワークは想像よりも複雑であることが判明しました。 金曜日、研究者らは報告書を発表した。 『Current Biology』誌に掲載 これは、Tripedalia Cystophora タイプのハコクラゲが学習能力を持っていることを示しています。 ハコクラゲははるか昔に私たちの動物界から分岐したため、彼らの認知能力を理解することは、科学者が学習の進化を追跡するのに役立つ可能性があります。

ゼリー箱での学習の難しさは、科学者が実験室で生き物に訓練できる日常的な行動を見つけることでした。

コペンハーゲン大学の生物学者で、新しい論文の著者であるアンダース・ジャーム氏は、彼のチームはゼリーの瓶がマングローブの根にぶつかろうとするときに起こる急速な回転に焦点を当てることにしたと述べた。 これらの根は黒い塔のように水中にそびえ立っていますが、その周りの水はそれに比べて青白くなります。 しかし、シルトが水を遮断し、根がどれだけ離れているかを知ることが困難になるため、2つの差異は日ごとに変化する可能性があります。 ジェルパックは、私たちが近づきすぎていることをどのようにして知らせるのでしょうか?

「仮説は、彼らがこれを学ぶ必要があるということでした」とジャーム博士は語った。 「これらの生息地に戻ったら、『今日の水質はどうですか？ 今日の変動はどのように変化していますか？』と学ばなければなりません。」

研究者らは研究室で、マングローブの根と水を表す暗い線と明るい線が交互に並ぶ画像を作成し、それを幅約6インチのバケツの内側に並べるのに使用した。 線が最適な水の透明度を表すはっきりとした白黒の場合、ジェルパックはバケツの壁に近づくことはありませんでした。 ただし、ライン間のコントラストが低いため、ジェルパックがすぐにラインにぶつかり始めました。 これは科学者たちが学ぶかどうかを試すチャンスでした。

数回衝突した後、ゼリーボックスの動作が変わりました。 バケツに到達してから 8 分も経たないうちに、彼らは壁のパターンから 50% 離れたところを泳ぐようになり、フリップ操作を実行した回数はほぼ 4 倍になりました。 彼らは目の前の線を衝突の感覚と関連付けているようです。

さらに研究者らはハコクラゲから視覚ニューロンを取り出し、皿の中で研究した。 衝突を表す小さな電気パルスを細胞が受信している間、細胞には縞模様の画像が表示されました。 約5分以内に、細胞はハコクラゲ全体を回転させる信号を送り始めた。

「彼らの学習の速さを見ると驚くべきです」と、ドイツのキール大学生理学研究所の博士研究員で、この研究の著者でもあるヤン・ビエレツキ氏は語った。

研究に関与していない研究者らは、この結果は学習の起源を理解する上で重要な前進であると述べた。 オーストラリアのシドニーにあるマッコーリー大学で動物を研究するケン・チェン教授は、イソギンチャク、ヒドラ、クラゲを含むグループが「刺胞動物で連想学習が説得力をもって証明されたのは、これでまだ3回目だ」と述べた。 「これは生理学的データが満載された、最も驚くべき展示です。」

クラゲの睡眠の神経科学を研究しているカリフォルニア大学バークレー校の博士研究員マイケル・エイブラムス氏は、今回の発見はハコクラゲが過去の経験に基づいて行動を変えることができるため、ある程度の短期記憶を持っていることも示唆していると述べた。 彼は、ゼリーボックスが彼らが学んだことをどれくらいの間覚えているのか疑問に思っています。 1時間水槽から出し、また水槽に戻したら、また何をすればいいのか学ばなければならないのでしょうか？

研究者らは今後の研究で、ハコクラゲの経験から学習する能力を制御する特定の細胞を特定したいと考えている。 ジャーム博士と彼の同僚は、動物が新しい情報を行動に組み込むときにこれらの細胞で起こる分子変化に興味を持っています。

彼らはまた、ニューロンが脳の一部であるかどうかに関係なく、学習能力がニューロン間で普遍的であるかどうかについても疑問を抱いています。 これは、生命の木における彼らの奇妙な固執を説明するかもしれません。

「臓器系は常に生まれては消えていきます」とジャーム博士は言う。 「しかし、神経系は一度発生すると、再び消えることはほとんどありません。」

おそらく、学習能力が彼らがここに留まる理由の一つでしょう。