学習と記憶に関する既知の常識に疑問を投げかける驚くべきクラゲを発見

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新しい研究によると、カリブクラゲは中枢脳を持たず、あてもなく浮遊しているように見える動物だが、それでも素早く学習し、情報を保持する能力を持っていることが判明した。

金曜日に同誌に掲載された研究結果によると、この発見は、生物は中枢神経系なしでは連合学習を行うことができないという長年の考えを覆すものだという。 現在の生物学。

研究主導型 アンダース・ジャームデンマークのコペンハーゲン大学の海洋生物学准教授は、海洋外でのクラゲの行動に関する進行中の研究の一環です。 キール大学生理学研究所 ドイツ語に。

「私たちは視覚的な行動やあらゆる種類の経験を調べてきましたが、学習は自然な流れです」とキーレ大学の視覚神経倫理学の博士研究員で筆頭著者のヤン・ビレッキ氏は述べた。

カリブハコクラゲを何年も研究してきたが、チームはこの動物が学習できることを発見してもショックを受けなかったが、「学習の早さには驚いた」とビレッキ氏は語った。

Tripedalia Cystophora という学名でも知られるカリブハコクラゲには 24 の目があり、ロパリアと呼ばれる 4 つの視覚感覚中枢にそれぞれ 6 つずつ含まれています。 その形から鐘として知られるこのクラゲのゼラチン状の体は傷つきやすく、カリブ海のマングローブの根の間を移動する際に潜在的な欠点となる。 根に泳ぐと細菌感染を引き起こし、最終的には死に至る損傷を引き起こす可能性があるとビレッキ氏は述べた。

「したがって、私たちはこれらの動物が学習できるとかなり確信していました。なぜなら、（マングローブの根を避けることは）彼らが生き残るために重要な学習プロセスだからです」と彼は言いました。

動物の学習能力をテストするために、研究者らは円形の水槽の内側にグレーと白の縞模様を並べた。 クラゲの 24 の目の灰色の線は、自然の生息地では遠く離れたマングローブの根のように暗く見えるでしょう。 研究者らは7分半にわたってクラゲを観察し、動物がラインに衝突したか、それとも距離を保つことを学んだかを確認した。

最初の数分間、クラゲは壁の近くを泳いだり、壁にぶつかったりした。 しかし、5分以内に状況は変わりました。

クラゲは、ラインからの視覚的刺激と障害物への衝突による機械的刺激の組み合わせを受けました。

「彼らはこれらの刺激を同時に受ける（そして）障害物を避けることを学んだのです」とビレッキ氏は言う。 “彼らは ボトルネックを回避するために測定したすべての基準でパフォーマンスが向上しました。

その後、研究者らはその線を灰色の実線フィールドに置き換えました。 クラゲは何度も彼を襲った。

「視覚的な手がかりがなかったので、彼らは何も学べませんでした」とビレッキ氏は語った。 「彼らは物にぶつかっても反応しませんでした。」

最後に、研究者らは、クラゲが水中を進むために行う脈動運動、つまり水泳収縮を駆動する電気信号をルパリアがどのように与えるかに焦点を当てた神経生理学的実験を実施した。 障害物を避けるために移動すると、パルス速度が大幅に増加します。

科学者たちはルパリアを鐘から分離して分離しました。 しかし、マングローブの根の代替物は移転されました。 つまり、クラゲの視覚メカニズムは、線が動いている間も一定のままでした。 視覚システムは灰色の線を避ける必要があることを学習できますか?

科学者たちは、弱い電気信号を視覚感覚中枢に送信できるシステムを接続しました。 ロバリアが通常であれば水泳の収縮を刺激する信号を活性化しなかったとき、 科学者たちは彼らのためにそれを行いました。 すぐに、ルパリアは、他の環境とのコントラストがはるかに低い明るい灰色のバーに対してさえ、何の指示もなしに信号を送信し始めました。

ビレッキ氏は、この実験がクラゲの「行動と関連性がある」ため、研究結果が得られたと述べた。 研究者らは動物たちを野生で遭遇するのと同じような状況に置いた。

「したがって、視覚的刺激と機械的刺激は、自然環境で（起こる）ものです」と彼は言いました。 「彼らはこれをどうすればよいかを正確に知っています。」

カリフォルニア大学バークレー校の分子細胞生物学部の研究者で、クラゲと睡眠に関する広範な研究を行っているマイケル・エイブラムス博士は、この研究はしっかりしたものであったと述べた。 エイブラムス氏は新たな研究には関与していない。

「科学者たちは、このハコクラゲの連合学習を測定するための非常に説得力のある実験モデルを作成した。彼らの発見は、ある程度の短期記憶の証拠でもあるかもしれない」とエイブラムス氏は電子メールで述べ、この研究はこのクラゲの能力を明確に示したと付け加えた。そのため、彼は「自分の記憶はどれくらい続くのだろうか？」と疑問に思いました。

エイブラムス氏はカリフォルニア工科大学で博士号を取得している間、2017年に逆さまのクラゲ（カシオペア）とその「睡眠のような状態」に関する研究に取り組んだが、「これも以前は中枢神経系を持つ動物にのみ見られる行動だと考えられていた」。