Морские существа без мозга могут учиться на основе опыта

Исследователи обнаружили, что хрупкие звезды, морские существа без мозга, могут учиться на основе опыта, и это открытие бросает вызов нашему пониманию обучения и интеллекта.

Исследование показало, что хрупкие звезды, родственники морских звезд, могут научиться связывать темноту со временем кормления с помощью классической обусловленности, подобно собакам Павлова. Эта способность к обучению была продемонстрирована в эксперименте, в котором хрупкие звезды реагировали на приглушенный свет в ожидании еды, даже без сенсорных сигналов, таких как запах или вкус.

Это новаторское исследование открывает новые возможности в понимании того, как разные нервные системы, в отличие от нашей, могут способствовать обучению и памяти.

Мы, люди, зациклены на большом мозге как на показателе интеллекта. Но у животных, называемых хрупкими звездами, вообще нет мозга, и им все же удается учиться на собственном опыте, показывают новые исследования.

Родственники морских звезд, хрупкие звезды, большую часть времени проводят, прячась под камнями и расщелинами океана или зарываясь в песок.

У этих «застенчивых» морских существ вообще нет мозга — только нервные связки, идущие по каждой из их пяти извивающихся щупалец, которые соединяются, образуя нервное кольцо возле рта.

«Нет никакого обрабатывающего центра», — комментирует ведущий автор исследования Юлия Нотар (Julia Notar), которая проводила исследование в рамках своей диссертации по биологии в лаборатории профессора Сёнке Йонсена (Sönke Johnsen) в Университете Дьюка (Duke University).

«Каждая нервная связка может действовать независимо», — добавляет Нотар. «Как будто вместо начальника комитет».

В случае с хрупкими звездами этого, кажется, достаточно, чтобы учиться на основе ассоциаций, сообщается в научном журнале Behavioral Ecology and Sociobiology.

Этот тип обучения предполагает связывание различных стимулов посредством процесса, называемого классическим обусловливанием. Известным примером являются эксперименты Павлова с собаками, которые показали, что собаки, неоднократно кормившиеся при звонке колокольчика, в конечном итоге начинали пускать слюни от одного только звука колокольчика, даже когда поблизости не было еды.

Люди делают это постоянно. Если вы слышите «динь» смартфона снова и снова с каждым новым оповещением, со временем звук приобретает особое значение. Просто услышать чей-то телефонный звонок или гудок с тем же звонком, что и ваш, достаточно, чтобы вы рефлекторно потянулись к своему телефону в ожидании следующего сообщения, электронного письма или поста в социальных сетях.

Классическое обусловливание было продемонстрировано в нескольких предыдущих исследованиях на морских звездах. Но большинство иглокожих — группа, насчитывающая около 7000 видов , в которую входят хрупкие звезды и такие же морские звезды, морские ежи и морские огурцы, — не подвергались испытаниям.

Чтобы выяснить, способны ли хрупкие звезды к обучению, исследователи поместили 16 черных хрупких звезд (Ophiocoma echinata) в отдельные резервуары с водой и использовали видеокамеру для записи их поведения.

Половину хрупких звезд дрессировали, приглушая свет на 30 минут каждый раз, когда животных кормили. Каждый раз, когда гас свет, исследователи клали кусочек креветки — «которую они любят» — в резервуары, расположенные вне досягаемости.

Другая половина получила столько же креветок и тоже испытала 30-минутный период темноты, но никогда в одно и то же время — животных кормили при освещении.

Будь то светло или темно, животные большую часть времени проводили, прячась за фильтрами в своих резервуарах; вылезая только во время еды. Но только обученные хрупкие звезды научились ассоциировать тьму с едой.

В начале 10-месячного эксперимента животные прятались, когда гас свет. Но со временем животные установили такую связь между темнотой и временем приема пищи, что реагировали так, как будто еда уже в пути, и выползали из укрытий всякий раз, когда гас свет, даже до того, как в резервуары была положена еда.

Эти хрупкие звезды усвоили новую ассоциацию: отключение света означало, что, скорее всего, появится еда. Им не нужно было нюхать или пробовать креветки, чтобы отреагировать. Одного ощущения, что свет погас, было достаточно, чтобы заставить их прийти, когда их позвали на ужин.

Животные все еще помнили урок даже после 13-дневного «перерыва» без тренировок, то есть снова и снова приглушая свет, не кормя их.

Нотар утверждает, что их результаты «захватывающие», потому что «классическая обусловленность ранее не была окончательно продемонстрирована в этой группе животных».

«Знание того, что хрупкие звезды способны учиться, означает, что они не просто роботы-мусорщики, подобные маленьким роботам-пылесосам, очищающим дно океана», — добавляет Нотар. «Они потенциально способны ожидать и избегать хищников или предвидеть еду, потому что они изучают окружающую среду».

В качестве следующего шага Нотар надеется начать выяснять, как им удается учиться и запоминать, используя нервную систему, которая так отличается от нашей.

«Люди все время меня спрашивают: «Как они это делают?» — заключает Нотар. «Мы пока не знаем. Но я надеюсь получить больше ответов через несколько лет».

Авторы другого исследования утверждают, что объем мозга как показатель предрасположенности к алкоголю