Животные без мозга могут формировать ассоциативные воспоминания
Наш мозг заполнен множеством специализированных структур, которые выполняют такие функции, как обработка визуальной информации, обработка воспоминаний или интерпретация языка. Один из способов, которым мы пытаемся понять способности нашего мозга, — это сравнение его с мозгом других видов — какие структуры присутствуют в мозге и какое поведение поддерживает этот мозг.
Но что, если у животного нет мозга? Предположительно, большинство рассмотренных нами форм поведения требуют, по крайней мере, какой-то централизованной нервной системы. Но есть много видов, в том числе анемоны, кораллы и медузы, которые имеют довольно разветвленную нервную сеть и лишены чего-либо явно похожего на мозг.
Воспоминания без мозга
Ассоциативное обучение представляет собой умение ассоциировать событие с чем-то, что кажется связанным с этим событием. Огромное количество животных способны к ассоциативному обучению, и легко увидеть, как это может обеспечить избирательное преимущество.
Но требуется ли для этого мозг? Животным типа Cnidaria (стрекающие), который включает в себя все, от крошечной гидры до огромной медузы, не хватает централизованной структуры, которую мы можем распознать как мозг. Вместо этого у них есть рассеянная сеть нейронов, называемая нервной сетью. Очевидно, что нервная сеть способна координировать деятельность по всему телу, поскольку мы можем наблюдать, как медуза плавает, ритмично сокращаясь.
Но могут ли эти животные справиться с обучением? Группа европейских исследователей заинтересовалась этим вопросом и обнаружила, что он в основном остался без ответа. Было несколько статей, в которых намекалось, что некоторые книдарии могут формировать стабильные ассоциативные воспоминания, на самом деле тщательно вопрос рассмотрен не был.
Эксперимент, который авторы провели, был удивительно простым, что позволило создать очень компактную и понятную исследовательскую работу. Исследователи знали, что анемоны могут ощущать свет (они работали с видом под названием Nematostella vectensis), хотя у них отсутствуют глаза,. Таким образом, они сочетали воздействие света с неприятным ощущением, а именно с ударом электрическим током.
Сам по себе шок заставил бы животных сжаться и втянуть щупальца. Воздействие света заставило бы примерно 20 процентов животных реагировать таким же образом. Но после часового периода обучения, в течение которого животные неоднократно подвергались воздействию света и шока, ситуация резко изменилась. Процент животных, которые реагировали только на свет, снизился примерно вдвое, примерно до 10 процентов. Один только шок вызвал аналогичную частоту ответов.
Чтобы добиться последовательного сокращения, исследователям пришлось одновременно воздействовать светом и током, что вызвало сокращение около 70 процентов животных. (Это ниже, чем «сильное, быстрое и обратимое втягивание», наблюдаемое в начале эксперимента, но к этому моменту животные получали удары током более часа, и несколько привыкли к этому). Отделение воздействие света от воздействия электричества на минуту действительно вызывало сокращения, но с меньшей частотой (примерно в 30 процентах случаев).
Этот эксперимент в итоге показал, что в нервной сети должна быть какая-то форма центральной координации, которая позволяет животному интегрировать сигналы окружающей среды и запускать реакцию, которая затрагивает большую часть организма. У многих книдарий есть участки нервной сети с более высокой концентрацией нейронов, но они, похоже, не были связаны с какими-либо конкретными функциями. Таким образом, неясно, связаны ли эта память и координация с какой-либо физической структурой.