微小的、無腦水母剛剛做了一件表面上看起來不可能的事情：這些可愛的生物顯示出了學習的跡象。
研究人員在一篇9月22日發表在《當代生物學》雜誌上的新論文中指出，即使每次只有1000個神經元處於活動狀態，並且沒有中央大腦，加勒比箱形水母（Tripedalia cystophora）也能從經驗中學習。幾位未參與該專案的科學家表示，結果並不令人驚訝，但提醒人們更廣泛地思考學習。
“如果你是動物，並且必須在世界中導航，你就必須學習線索和後果。否則你就會死亡，並且無法繁殖，”普渡大學的神經科學家克里斯蒂·薩利說，她沒有參與這項新研究。“這只是一個基本的過程，不需要更高階的大腦。”
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科學家將學習分為兩種型別。非聯合學習包括習慣化等現象：如果你輕輕地戳動物幾次，它最終會停止退縮或躲避。聯合學習更為複雜，因為它要求動物將其環境中的線索聯絡起來；經典的例子是伊萬·巴甫洛夫的實驗，該實驗表明，反覆在聽到鈴聲後餵食狗最終會在僅僅聽到鈴聲時就分泌唾液。
澳大利亞麥考瑞大學的動物行為學家程肯說，但很少有實驗證明簡單的動物（如水母）的聯合學習，他沒有參與這項新研究，但為同一期《當代生物學》撰寫了評論。 2021年，程肯發表了一篇關於刺胞動物學習的綜述——刺胞動物是一個包括水母、珊瑚、海葵等的群體——並且只發現了少數測試聯合學習的研究，所有這些研究都針對海葵。
德國基爾大學的神經生物學家揚·別萊茨基說，這部分是因為科學家們將人類的假設和優先事項帶入了他們設計的實驗中，他是這項新研究的合著者。他認為這是一個錯誤。
“你不能用魚爬樹的能力來評判魚，”別萊茨基說。“你使用的引數必須對動物有意義，”他補充道。“你必須在它們所處的位置與它們相遇。”
別萊茨基和他的同事在小型水母中尋找聯合學習，這些水母有四個稱為感杆的眼睛結構，每個感杆包含六隻眼睛和大約1000個神經元，他說。（每個感杆輪流充當水母的非中心化神經系統。）然後，該團隊設計了一個實驗，利用了動物保護其鍾狀體的本能，鍾狀體是其觸手長出的主要結構。在它們原生、有時渾濁的水域中，這些水母必須利用它們的視覺來繞過樹根。
因此，科學家們將水母放入塗有三種不同對比度水平的魚缸中：高對比度的黑白垂直條紋，代表附近的樹根；中等對比度的灰白色垂直條紋，呈現出遠處魚缸壁外的樹根的視錯覺；或沒有對比度的純灰色。水母毫無問題地在黑白條紋中導航——對比度足夠鮮明，以至於它們實際上從未撞到魚缸壁。但是，由於沒有撞擊魚缸的經驗，它們沒有學會避開它。在純灰色魚缸中的水母也沒有學會；在它們在魚缸中的整個時間裡，它們都撞到了魚缸壁。
別萊茨基和他的合著者發現，只有在灰白色條紋魚缸中的水母學會了將裝飾與碰撞風險聯絡起來。在7.5分鐘的試驗期的早期，這些水母撞到了魚缸壁，但在試驗結束時，它們成功地避開了魚缸壁。
令人印象深刻的是，水母在僅僅三到五次碰撞後就成功地將條紋與牆壁聯絡起來。“令人驚訝的是它們學習的速度有多快，”別萊茨基說。
不列顛哥倫比亞大學的行為神經科學家凱瑟琳·蘭金說，儘管這是一個聰明的實驗，但她希望看到更多的測試，以更好地瞭解水母究竟在做什麼以及學習有多麼高階，她沒有參與這項新研究。
“給我展示消退。給我展示如果你一遍又一遍地呈現相同的視覺線索，而動物永遠不會撞到任何東西——它們會停止避免它嗎？”蘭金說。薩利也研究過許多其他更簡單物種的學習，她還指出，她想測試水母能記住灰色條紋和撞擊風險之間關聯多久。
儘管如此，科學家們表示，這項新研究提供了關於學習如何在動物生命多樣性中運作的有價值的資訊。與人類或小鼠大腦相比，水母等簡單的動物可以更好地展示神經元的基本過程——它們擁有數十萬倍的神經元，它們的相互作用更難解開。
“你不需要像海馬體或皮層之類的東西[來學習]，”程肯說。“這些動物沒有這些東西，這應該讓我們關注更簡單的動物——甚至單個細胞。”