یادگیری بدون نیاز به مغز!

موجود تک ‌سلولی ژله‌ مانند نشان داده‌ است که برای یادگیری، به مغز نیازی نیست.

برای دهه‌ها، دانشمندان بر این باور بودند که «یادگیری ارتباطی» (associative learning) یعنی درک اینکه دو رویداد به یکدیگر مرتبط هستند، مانند یک محرک و پاسخ آن، به دست‌کم نوعی از سازوکار عصبی نیاز دارد. اما اکنون، یک موجود تک‌سلولی بسیار کوچک که هیچ اثری از ماده خاکستری ندارد و در کف برکه‌ها زندگی می‌کند، ممکن است این فرض دیرینه را زیر و رو کند.

به نقل از رفرکتور، یک مطالعه جدید که هنوز داوری همتا نشده و در مجله‌ای منتشر نشده است، نشان داده که حتی موجودات تک‌سلولی که کاملا فاقد مغز یا دستگاه عصبی هستند نیز قادر به یادگیری‌اند.

ساموئل گرشمن، عصب‌شناس شناختی در دانشگاه هاروارد، می‌گوید: این موضوع من را شگفت‌زده کرد، زیرا پیش از این هیچ مدرکی درباره یادگیری ارتباطی در این موجود نداشتیم و شواهد مربوط به دیگر موجودات تک‌سلولی هم بحث‌برانگیز بود، بنابراین هیچ راهی نداشتیم که بدانیم آیا این کار جواب می‌دهد یا خیر.

استنتور سرولئوس یک آغازی شیپوری‌ شکل است که حدود یک میلی‌متر طول دارد. در یک انتهای بدن خود، ساختاری به نام «نگهدارنده» (holdfast) دارد که به آن کمک می‌کند به سطح برکه بچسبد؛ در انتهای دیگر، مژک‌هایی دارد که برای تغذیه از طریق فیلتر کردن آب، غذا دریافت می‌کنند. وقتی هرگونه اختلالی را در نزدیکی خود حس می‌کند، مانند نزدیک شدن یک شکارچی، بدنش را به شکل یک کُره جمع می‌کند.

برای بررسی اینکه این موجود چگونه یاد می‌گیرد، گرشمن و همکارانش چند ده سلول از سرولئوس را در ظروف آزمایشگاهی جمع‌آوری کردند و پیش از شروع آزمایش، چند ساعت به آن‌ها فرصت دادند تا مستقر شوند. سپس گروه پژوهشی از یک دستگاه سفارشی برای وارد کردن ضربه‌های دقیق به کف ظرف‌های حاوی این سلول‌ها استفاده کرد.

در پاسخ به این ضربه‌ها، بیشتر سلول‌های سرولئوس در ابتدا منقبض شدند، اما با ادامه ضربه‌ها، تعداد کمتری از سلول‌ها واکنش نشان دادند. این نشان می‌دهد که سلول‌ها به این محرک عادت کرده‌اند و دیگر آن را به‌عنوان یک تهدید در نظر نمی‌گیرند.

در مرحله بعد، گروه پژوهشی چیزی را معرفی کرد که آن را «پروتکل جفت‌سازی» نامید. در این مرحله، سلول‌ها ابتدا یک ضربه ضعیف دریافت می‌کردند که تنها یک پاسخ انقباضی خفیف ایجاد می‌کرد و سپس یک ثانیه بعد، یک ضربه قوی‌تر دریافت می‌کردند. این الگوی جفتی ضربه‌ها هر ۴۵ ثانیه تکرار می‌شد.

پس از ۱۰ بار نخست از این جفت ضربه‌ها، سلول‌ها بلافاصله به ضربه ضعیف واکنش انقباضی نشان دادند، اما این پاسخ به ‌تدریج با تکرار آزمایش کاهش یافت. گرشمن می‌گوید: این نشان می‌دهد که سلول‌های منفرد می‌توانند الگوریتم‌های یادگیری غیرساده‌ای را اجرا کنند.

این یافته‌ها می‌توانند نحوه فکر کردن ما درباره تاریخ تکاملی یادگیری را تغییر دهند. به گفته این دانشمند، شکل‌های پیشرفته یادگیری که در اینجا مشاهده شده‌اند، منشأیی بسیار قدیمی دارند و ممکن است حتی پیش از پیدایش دستگاه‌های عصبی پیچیده به وجود آمده باشند. او افزود: آیا یادگیری ارتباطی نخست در موجودات چندسلولی دارای مغز پدیدار شد؟ شاید اینطور نباشد.

گرشمن در پایان گفت: شباهت‌های فراوان میان این سلول‌ها و نورون‌های موجود در مغز ما، این احتمال را مطرح می‌کند که مغزهای ما هنوز هم از برخی از همان سازوکارهای یادگیری استفاده می‌کنند که نخستین بار در سلول‌های منفرد تکامل یافته‌اند.

منبع: ایسنا