놀라운 해파리는 학습과 기억에 대해 알려진 것에 도전합니다.

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새로운 연구에 따르면, 목적 없이 떠다니는 것처럼 보이고 중앙 뇌도 없는 캐리비안 해파리가 여전히 빠르게 학습하고 정보를 유지하는 능력을 갖고 있는 것으로 나타났습니다.

금요일에 저널에 발표된 연구에 따르면, 이번 발견은 유기체가 중추신경계 없이 연관 학습에 참여할 수 없다는 오랜 생각을 뒤엎는 것이라고 합니다. 현재 생물학.

연구 주도 앤더스 잼덴마크 코펜하겐 대학교 해양 생물학 부교수인 그는 바다 밖의 해파리 행동에 대한 지속적인 연구의 일부입니다. 킬 대학교 생리학 연구소 독일에서.

“우리는 시각적 행동과 모든 종류의 경험을 살펴보았는데, 학습은 자연스러운 진행입니다.”라고 Kiele 대학의 시각 신경윤리학 박사후 연구원인 Jan Bilecki가 말했습니다.

수년간 카리브 상자 해파리를 대상으로 작업한 후 팀은 동물들이 학습할 수 있다는 사실에 충격을 받지 않았지만 “얼마나 빨리 학습했는지는 놀랐습니다”라고 Bilecki는 말했습니다.

학명 Tripedalia Cystophora로도 알려져 있는 캐리비안 상자 해파리는 24개의 눈을 가지고 있습니다. 이는 rhopalia라고 불리는 4개의 시각 감각 센터에 각각 6개씩입니다. 모양 때문에 종이라고 알려진 해파리의 젤라틴 몸체는 쉽게 멍이 들기 때문에 카리브 해의 맹그로브 뿌리 사이를 이동할 때 잠재적인 단점이 될 수 있습니다. 뿌리 속으로 수영하면 손상을 입어 박테리아 감염으로 이어져 결국 사망할 수 있다고 Bilecki는 말했습니다.

“그래서 우리는 이 동물들이 학습할 수 있다고 확신했습니다. 맹그로브 뿌리를 피하는 것이 그들이 생존하기를 원한다면 중요한 학습 과정이기 때문입니다.”라고 그는 말했습니다.

동물의 학습 능력을 테스트하기 위해 연구자들은 원형 탱크 내부에 회색과 흰색 줄무늬를 그렸습니다. 해파리의 24개 눈의 회색 선은 자연 서식지에 있는 먼 맹그로브 뿌리만큼 어둡게 보입니다. 7.5분 동안 연구원들은 해파리를 관찰하여 동물들이 줄과 충돌하는지, 아니면 거리를 유지하는 법을 배웠는지 확인했습니다.

처음 몇 분 동안 해파리는 벽 가까이 헤엄치거나 벽에 부딪쳤습니다. 하지만 5분 만에 상황이 바뀌었습니다.

해파리는 줄로부터 오는 시각적 자극과 장애물에 부딪히는 기계적 자극을 조합하여 받았습니다.

Bilecki는 “그들은 이러한 자극을 동시에 받고 장애물을 피한다는 것을 배웠습니다.”라고 말했습니다. “그들 병목 현상을 방지하기 위해 측정한 모든 기준에 걸쳐 성능이 향상되었습니다.

그런 다음 연구원들은 선을 단색 회색 필드로 대체했습니다. 해파리는 그를 계속해서 때렸습니다.

Bilecki는 “시각적 단서가 없었기 때문에 아무것도 배우지 못했습니다.”라고 말했습니다. “그들은 계속해서 물건에 부딪히고 응답하지 않았습니다.”

마지막으로 연구자들은 루팔리아가 해파리가 물 속에서 스스로 추진하도록 만드는 맥동 운동, 즉 수영 수축을 구동하는 전기 신호를 어떻게 제공하는지에 초점을 맞춘 신경생리학적 실험을 수행했습니다. 장애물을 피하기 위해 움직일 때 펄스 속도가 극적으로 증가합니다.

과학자들은 루팔리아를 종에서 분리하여 분리했습니다. 그러나 맹그로브 뿌리 대체품이 옮겨졌습니다. 따라서 해파리의 시각 메커니즘은 선이 움직이는 동안에도 일정하게 유지되었습니다. 시각 시스템이 회색 선을 피해야 한다는 것을 학습할 수 있습니까?

과학자들이 시각 감각 센터에 약한 전기 신호를 보낼 수 있는 시스템을 연결했습니다. 로발리아가 일반적으로 수영 수축을 자극하는 신호를 활성화하지 않았을 때, 과학자들이 그들을 위해 해냈습니다. 곧 루팔리아는 주변 환경과 훨씬 낮은 대비를 제공하는 밝은 회색 막대에 대해서도 아무런 메시지 없이 신호를 전송하기 시작했습니다.

Bilecki는 실험이 해파리에 대해 “행동과 관련이 있기” 때문에 이번 발견을 달성했다고 말했습니다. 연구자들은 동물들을 야생에서 만날 수 있는 것과 유사한 상황에 놓였습니다.

“따라서 시각적 자극과 기계적 자극은 자연 환경에서 발생하는 것입니다.”라고 그는 말했습니다. “그들은 이것으로 무엇을 해야할지 정확히 알고 있습니다.”

해파리와 수면에 관해 광범위한 연구를 해온 버클리 캘리포니아 대학교 분자 및 세포 생물학과의 연구원인 마이클 에이브럼스 박사는 이번 연구가 탄탄하다고 말했습니다. Abrams는 새로운 연구에 참여하지 않았습니다.

“과학자들은 이 상자해파리의 연관 학습을 측정하기 위해 매우 설득력 있는 실험 모델을 만들었습니다. 그들의 발견은 또한 어느 정도 단기 기억의 증거일 수도 있습니다.”라고 Abrams는 말했습니다. 그는 이 연구가 동물의 능력을 분명히 보여주었다고 덧붙였습니다. 그래서 그는 “그의 기억력은 얼마나 오래 지속될까?”라고 궁금해했습니다.

Caltech에서 박사 학위를 취득하는 동안 Abrams는 거꾸로 된 해파리(Cassiopea)와 “수면과 유사한 상태”에 대한 2017년 연구에 참여했습니다. 이는 “이전에는 중추 신경계가 있는 동물에서만 발견되는 행동으로 간주되기도 했습니다.”