Было показано, что медузы, у которых нет центрального мозга, учатся на прошлом опыте.

Эти, казалось бы, простые медузы размером не больше ногтя и имеют сложную зрительную систему с 24 глазами, встроенными в их колоколообразное тело. Это животное обитает в мангровых болотах и ​​использует свое зрение, чтобы ориентироваться в мутной воде и огибать подводные корни деревьев в поисках добычи. Ученые продемонстрировали, что желе могут приобрести способность избегать препятствий посредством ассоциативного обучения — процесса, посредством которого организмы формируют мысленные ассоциации между сенсорными стимулами и поведением.

«Обучение — это конечная функция нервной системы», — говорит первый автор Ян Белецкий из Кильского университета в Германии. По его словам, чтобы успешно научить медузу новому трюку, «лучше всего воспользоваться ее естественным поведением, что имеет смысл для животного, пока оно не достигнет полного своего потенциала».

Команда одела команду в круглый аквариум с серыми и белыми полосами, имитирующими естественную среду обитания медуз, и с серыми полосами, имитирующими корни мангровых деревьев, которые могут появляться издалека. Они наблюдали за медузой в аквариуме в течение 7,5 минут. Поначалу желе плавало возле этих, казалось бы, далеких линий, неоднократно натыкаясь на них. Но к концу эксперимента желе увеличило среднее расстояние до стены примерно на 50%, увеличило в четыре раза количество успешных поворотов, чтобы избежать столкновения, и вдвое сократило контакт со стеной. Результаты показывают, что медузы могут учиться на собственном опыте с помощью визуальных и механических стимулов.

«Если вы хотите понять сложные структуры, всегда полезно начинать как можно с простого», — говорит ведущий исследователь Андерс Ярм из Копенгагенского университета в Дании. «Глядя на эти относительно простые нервные системы медуз, у нас появляется гораздо больше возможностей понять все детали и то, как они объединяются, чтобы осуществлять поведение».

Затем исследователи попытались определить основной процесс ассоциативного обучения медуз, изолировав зрительные сенсорные центры животного, называемые рупалиями. Каждая из этих структур имеет шесть глаз и генерирует сигналы кардиостимулятора, которые контролируют пульсирующие движения медузы, частота которых возрастает по мере того, как животное отклоняется от препятствий.

Команда показала, что неподвижный рубалий двигался с помощью серых полос, имитируя приближение животного к объектам. Структура не реагировала на светло-серые полосы, интерпретируя их как находящиеся далеко. Однако после того, как исследователи обучили робалиум слабой электрической стимуляцией при приближении полосок, он начал генерировать сигналы уклонения от препятствий в ответ на светло-серые полосы. Эти электрические стимулы имитируют механические стимулы при столкновении. Результаты также показали, что для ассоциативного обучения медуз необходимо сочетание визуальных и механических стимулов и что рубалий функционирует как центр обучения.

Далее команда планирует глубже изучить клеточные взаимодействия нервной системы медуз, чтобы раскрыть процесс формирования памяти. Они также планируют понять, как работает механический датчик в колоколе, чтобы составить полную картину ассоциативного обучения животного.

«Удивительно, как быстро эти животные учатся; это почти так же быстро, как учатся продвинутые животные», — говорит Гарм. «Даже самая простая нервная система, по-видимому, способна к расширенному обучению, и это может оказаться очень простым клеточным механизмом, изобретенным на заре эволюции нервной системы».