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脳がないクラゲはどうやって記憶するのか?

ハコクラゲの一種である「トリペダリア・シストフォラ」は脳がなくても過去を記憶できることが判明しました。わずかなニューロンと環境を感知する方法を持っていれば、過去の経験に基づいて行動を適応させることができるというのです。このクラゲについて、科学メディア「Science Alert」が解説しています。

*Category:サイエンス Science *Source:Science Alert ,EurekAlert ,wikipedia

脳がなくても記憶できるクラゲ


「学習は神経系にとって最高のパフォーマンスだ」と言うのは、ドイツ・キール大学の神経生物学者ヤン・ビーレッキ氏です。ここで言う神経系とは一体どのようなものなのでしょうか?例えばタコは一元化された神経細胞の塊がなくても、手足に張り巡らされた約5億個のニューロンのネットワークによって問題を解決しています。ウミウシのアプリシア・カリフォルニカは、たった2万個の神経細胞で十分すぎるほどの学習能力があることが判明しています。

科学者たちは、学習には脳が必要かどうかを検証するために、トリペダリア・シストフォラにいくつかの簡単なトリックを教えようとしました。トリペダリア・シストフォラは4つの視覚器官(ロパリア)を持ち、それぞれ2つの目と約1,000以上の視細胞で構成されています。これらの神経は感覚器官であると同時に、刺激を反応に変える統合センターとしての役割を果たし、マングローブの根が密生する林の中を獲物を求めて進みます。


このような初歩的なシステムで学習できるのかを調べるために、ビーレッキ氏たちはトリペダリア・シストフォラを、遠くのマングローブを模した壁を持つ水槽に入れました。するとクラゲは壁に向かって進んでいきました。最初は、一見遠くに見える縞模様の近くを泳ぎ、頻繁にぶつかりました。しかし、実験が終わるころには、クラゲは壁までの平均距離を約50%伸ばし、衝突を避けるための首振りの成功回数を4倍に増やして壁との接触回数を半分に減らしたのです。この発見は、クラゲが視覚的・機械的刺激を通して経験から学習することを示唆しています。

コペンハーゲン大学の海洋生物学者、アンダース・ガルム氏は次のように述べています。

It’s surprising how fast these animals learn; it’s about the same pace as advanced animals are doing.Even the simplest nervous system seems to be able to do advanced learning, and this might turn out to be an extremely fundamental cellular mechanism invented at the dawn of the evolution nervous system.


— 引用:EurekAlert

訳:これらの動物の学習速度の速さには驚かされます;先進的な動物の学習速度とほぼ同じです。最も単純な神経系でさえ高度な学習が可能なようで、これは神経系の進化の黎明期に発明された極めて基本的な細胞メカニズムであることが判明するかもしれません。

次に、研究者たちは、ロパリアを分離することにより、クラゲの連想学習の根底にあるプロセスを特定しようとしました。実験では低コントラストの灰色の縞模様が動くだけの簡単なムービーをクラゲに見せました。すると縞模様を遠くの物体として解釈し、何もしませんでした。しかし動画に弱い電気を流すと、クラゲはマングローブの根が遠くにあるものとは認識しなくなり、迫り来る障害物を「かわす」ために激しく動くようになったのです。

この実験により動物の連想学習を促進するためには、少数のニューロンと最も単純な刺激が必要であることが判明しました。今後、細胞レベルでの神経の相互作用が研究される予定です。

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