У актиний нашли способность к ассоциативному обучению

Актинии не имеют мозга и центральной нервной системы, но могут формировать условные рефлексы и ассоциации между стимулами. К такому выводу пришли исследователи из Швейцарии, которые били актиний током и одновременно светили на них. Спустя 50 минут такой тренировки актинии втягивали щупальца и область рта в ответ на свет лампы — так, будто их снова бьют током. Результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Животные с центральной нервной системой способны к ассоциативному обучению: у них формируются условные рефлексы, будь то слюноотделение у собак Павлова или наша реакция на собственное имя. На основе условных рефлексов формируются новые умения и навыки — от езды за рулем до игры на музыкальных инструментах. В формировании таких рефлексов задействована кора головного мозга.

У актиний, как и у других книдарий, нет мозга, а их нервная система выглядит как сеть нервных клеток, расположенных по всему телу. Тем не менее нервные системы книдарий и билатерий (к последним относятся практически все многоклеточные животные с двусторонней симметрией тела, включая людей) происходят от общей предковой нервной сети.

Два исследования XX века показали, что актинии частично способны к ассоциативному обучению. Однако с тех пор эти результаты ни разу не воспроизводились. Гелле Боттон-Амиот (Gaelle Botton-Amiot) из Университета Фрибура в Швейцарии и его коллеги попробовали сформировать у актиний Nematostella vectensis условный рефлекс. Для этого они одновременно били актиний током небольшой амплитуды (6 вольт) и светили на них лампой. Когда актинию бьют током, она быстро втягивает область рта и щупальцы, а затем возвращается в нормальное состояние.

Сначала ученые записали реакцию актиний на свет лампы (без тока) — тогда сокращения тела не происходило. Затем они провели 20 сессий обучения по 2,5 минуты, во время которые одновременно воздействовали на актиний током и светом. Для еще одной группы стимулы разделили по времени: сначала светили лампой, а через минуту били током. На две контрольные группы воздействовали чем-то одним: либо светом, либо током.

После обучения исследователи светили на актиний и смотрели, будут ли они сокращаться. В экспериментальной группе, где ток и свет воздействовали одновременно, 72 процента актиний сокращались после воздействия одного лишь света. Если во время обучения между стимулами проходила минута, впоследствие только 30 процентов животных втягивали щупальца и рот в ответ на свет. В контрольных группах около 10 процентов актиний сокращались в ответ на световой раздражитель.

Ученые создали программное обеспечение, чтобы количественно оценить сокращение актиний. Они отметили три точки вдоль оси тела животных, чтобы программа могла рассчитать, как меняется длина их тела под действием света после обучения. В основной экспериментальной группе 49 процентов актиний сокращались так, что длина тела уменьшалась более чем на 10 процентов. Если во время обучения актиний били током спустя минуту после воздействия света, то во время теста лишь 24 процента из них сокращались во так же сильно.

Авторы отметили, что процент обучившихся актиний при оценке с помощью программы формально снизился именно из-за ограничения: учитывались только те сокращения, при которых длина тела уменьшалась хотя бы на 10 процентов. При этом программа не всегда может считать более тонкие втягивания и изменения формы тела животного, которые способен увидеть человек.

Ранее мы писали, как нечто похожее на ассоциативное обучение обнаружили у растений: горох заставили расти в направлении вентилятора, перед этим сочетая его воздействие со светом. Правда учиться горох мог только днем, ночью ничего не получалось. Однако как именно это работает у гороха пока не ясно — нервной системы и даже отдельных нейронов у растений нет.