根据周五发表在《当代生物学》杂志上的一项研究，这一发现颠覆了人们长期以来的观点，即如果没有中枢神经系统，生物体就无法进行联想学习。
新研究发现，加勒比箱形水母看似漫无目的地漂浮，没有中枢大脑，但它们仍然具有快速学习和保留信息的能力。
根据周五发表在《当代生物学》杂志上的一项研究，这一发现颠覆了人们长期以来的观点，即如果没有中枢神经系统，生物体就无法进行联想学习。
一位研究作者表示，经过多年对加勒比箱形水母的研究，研究人员对这些生物能够学习并不感到惊讶，但对它们学习的速度感到惊讶。
这项研究由丹麦哥本哈根大学海洋生物学副教授安德斯·加姆（Anders Garm）领导，是德国基尔大学生理学研究所正在进行的水母行为研究的一部分。
“我们一直在研究视觉行为和各种实验，学习只是一个自然的过程，”第一作者、基尔视觉神经行为学博士后 Jan Bielecki 说。
比莱茨基说，经过多年与加勒比箱形水母的合作，研究小组对这些动物能够学习并不感到惊讶，但“令人惊讶的是它们学习的速度有多快”。
加勒比箱形水母，学名 Tripedalia Cytophora，有 24 只眼睛，四个视觉感觉中心（称为 Rhopalia）各有六只眼睛。水母的凝胶状身体因其形状而被称为钟形，很容易擦伤——当这种生物在加勒比海的红树林根部中移动时，这是一个潜在的缺点。比莱茨基说，游入树根可能会造成损害，导致细菌感染并最终死亡。
“所以我们绝对确定这些动物能够学习，因为如果它们想生存，（避开红树林根）对它们来说是一个关键的学习过程，”他说。
水母如何学习
为了测试动物的学习能力，研究人员在圆形水箱的内部排列了灰色和白色条纹。在水母的 24 只眼睛中，灰色条纹看起来就像自然栖息地中远处的红树林根一样黑。在 7.5 分钟的时间里，研究人员观察了水母，看看它们是否撞到了条纹或学会了保持距离。
在最初的几分钟内，水母游得相当接近或撞到墙壁。但不到五分钟，事情就发生了变化。水母受到条纹带来的视觉刺激和碰撞障碍物带来的机械刺激的结合。
“他们了解到他们同时受到这些刺激（并）避免障碍，”比莱茨基说。 “它们提高了我们测量的避障所有参数的性能。”
然后研究人员用纯灰色区域替换了条纹。水母一次又一次地撞到它。
“没有视觉提示，所以他们没有学到任何东西，”比莱茨基说。 “他们只是不断撞到东西，却没有回应。”
最后，研究人员进行了一项神经生理学实验，围绕水母如何发出电信号来驱动脉动运动或游泳收缩，水母在水中推动自己。当它们移动以避开障碍物时，脉冲速度会急剧增加。
科学家们通过将Rhopalia从钟上切下来来分离它们。但红树林根的替身被移动了。所以现在，当线条移动时，水母的视觉机制是静止的。视觉系统能否学会应该避开灰线？
科学家们连接了一个可以向视觉感觉中心发送微弱电信号的系统。当罗帕利亚不能自然地激活刺激游泳收缩的信号时，科学家们就为它们做到了。很快，罗帕利亚开始在没有任何提示的情况下发送信号，即使是与环境其他部分的对比度低得多的浅灰色条。
“行为相关”结果
比莱茨基说，他们之所以取得这一发现，是因为该实验与水母的“行为相关”。研究人员将这些动物置于类似于它们在野外所经历的环境中。
“因此视觉刺激和机械刺激都是在它们的自然栖息地中发生的，”他说。 “他们清楚地知道该怎么做。”
加州大学伯克利分校分子和细胞生物学系研究员迈克尔·艾布拉姆斯博士在水母和睡眠方面做了广泛的研究，他说，这项研究非常有力。艾布拉姆斯没有参与这项新研究。
“科学家们设计了一个非常令人信服的实验范式来量化箱形水母的联想学习。他们的发现也可能是一定程度的短期记忆的证据，”艾布拉姆斯在一封电子邮件中说。他补充说，这项研究清楚地证明了动物的学习能力，这让他想知道“它们的记忆能持续多久”。
在加州理工学院攻读博士学位期间，艾布拉姆斯于 2017 年进行了一项关于倒置水母 (Cassiopea) 及其“类睡眠状态”的研究，这种状态“也一度被认为是仅存在于具有睡眠功能的动物身上的行为”。中枢神经系统。”