Agy sem kell a tanuláshoz

Dán és német kutatók számoltak be karibi kockamedúzákkal (Tripedalia cystophora) végzett kísérleteikről a Current Biology folyóiratban. A Kieli Egyetem ismertetője szerint az állatok annak ellenére is képesek voltak tanulni, hogy nincs központi idegrendszerük, vagyis agyuk. Ez pedig arra utal, hogy a tanulás képessége sokkal ősibb lehet, mint hittük és valószínűleg ez lehetett az idegrendszer legnagyobb evolúciós előnye.

Az állatok aprók, rendkívül egyszerű felépítésűek egy maroknyi idegsejttel. Azonban 24 szemük van és ezzel járó komplex látórendszerük, amelynek hasznát veszik a karibi mangrovemocsarak nem túl tiszta vizében: vízibolhákra vadásznak a fák gyökerei közt. A látásuknak köszönhetően, a látottak alapján képesek megváltoztatni viselkedésüket.

A kockamedúzák asszociatív (társításos) tanulással el tudták sajátítani azt a képességet, hogy az útjukba kerülő akadályokat megkerüljék. „Ez magasabb rendű tanulási képesség, mint amit egy ilyen lénytől elvárnánk” – mondta Dr. Jan Bielecki, a kutatás vezetője, aki a laborban a kockamedúzák betanításán dolgozik.

Az akváriumokban a medúza természetes környezetét igyekeztek utánozni, a mangrovegyökereket az üvegfalra ragasztott szürke matricák, míg a vizet fehér matricák jelentették. A medúza a gyökeret igyekszik elkerülni, ehhez a távolságot a színkontrasztok alapján méri fel. A kísérletek során a kutatók változtatták e két csík közti színkontrasztot.

Míg a kísérlet elején a medúza igen gyakran lefejelte az akváriumfalat a szürke csíkoknál, alig néhány perc elteltével ez egyre ritkábbá vált, egyre távolabb úsztak el az akvárium falától. „Ez azt jelenti, hogy a medúza képes volt összefüggésbe hozni a látványt és a mechanikai inger tapasztalatait és képes volt ezek alapján tanulni” – tette hozzá Anders Garm professzor, a kutatás dán résztvevője. A medúzák meglepően gyorsan tanultak, bár ez valószínűleg annak köszönhető, hogy a saját életük, élőhelyük körülményeiben fontos tapasztalatokat szereztek.

A kockamedúza látása négy látóközpontra koncentrálódik, ezek a rhopalia nevű központok hat-hat szemet tartalmaznak, és mindegyikhez csupán 1000 idegszál vezet (az emberi szemben a látóideg 0,8-1,7 millió idegszálból áll), s innen indulnak ki azok az idegi jelek, amelyek a medúza mozgását irányítják. A kutatók a rhopalia idegeit elektromosan stimulálva képesek voltak ugyanazt az elkerülő viselkedést kiváltani, amit az állat a látásán keresztül megtanult. Ez pedig azt bizonyította, hogy a rhopalia egyúttal a tanulás régiója is.

A medúzák a legegyszerűbb idegrendszerrel rendelkező állatok közé tartoznak, és ha szeretnénk megérteni az idegrendszer működését, jobb, ha az ilyen egyszerűekkel kezdjük. A mostani munka azonban nemcsak emiatt érdekes. A medúza tanulásának tapasztalatai alapján robotikus rendszerek mintázatfelismerő képességét is ki lehet fejleszteni. Ez ugyan már ma is megoldott, azonban nagy energiaigényű számítógépes módszerekkel. A kutatók abban bíznak, hogy jócskán le tudják majd egyszerűsíteni e folyamatot és sokkal kisebb energiafelhasználást igénylő mechanikus rendszereket lehet majd fejleszteni így.