即使没有大脑海蛇尾也能很好地学习

我们人类痴迷于用大大脑作为智慧的代表。但新的研究表明，被称为海蛇尾的无头动物根本没有大脑，但仍然能够通过经验来学习。

海蛇尾是海星的近亲，它们大部分时间都躲在海洋的岩石和裂缝下，或者在沙子里挖洞。

这些害羞的海洋生物没有大脑可言——只有神经索沿着它们五个摆动的手臂延伸，这些神经索在它们的嘴附近形成一个神经环。

“没有处理中心，”主要作者朱莉娅·诺塔尔(JuliaNotar)说，她作为生物学博士学位的一部分进行了这项研究。在杜克大学SönkeJohnsen教授的实验室中。

“每条神经索都可以独立行动，”诺塔尔说。“这就好像没有老板，而是有一个委员会。”

诺塔尔、约翰森和前杜克大学本科生马德琳·戈在《行为生态学和社会生物学》杂志上报告说，就海蛇尾来说，通过联想来学习似乎就足够了。

这种类型的学习涉及通过称为经典条件反射的过程将不同的刺激关联起来。一个著名的例子是巴甫洛夫的狗实验，该实验表明，狗在铃声响起时反复喂食，最终只要铃声一响就会开始流口水，即使周围没有食物。

人类一直在这样做。如果您在每次新警报时一遍又一遍地听到智能手机的“叮”声，最终该声音开始具有特殊含义。只要听到某人的手机发出与你相同的铃声或嗡嗡声，就足以让你条件反射地伸手去拿自己的手机，期待下一条短信、电子邮件或Instagram帖子。

经典条件反射已在之前的一些海星研究中得到证实。但大多数棘皮动物——包括海蛇尾和类似的无脑海星、海胆和海参在内的约7,000种物种——尚未经过测试。

为了查明海蛇尾是否具有学习能力，研究人员将16颗黑色海蛇尾(Ophiocomaechinata)放入单独的水箱中，并使用摄像机记录它们的行为。

一半的海蛇尾接受了每次喂食时将灯光调暗30分钟的训练。每当灯熄灭时，研究人员都会在水箱中放入一小块“它们喜欢的”虾，放在够不到的地方。

另一半则得到同样多的虾，并且也经历了30分钟的黑暗期，但不同时——这些动物是在有光照的条件下喂养的。

无论是白天还是黑暗，动物们大部分时间都躲在水族箱的过滤器后面。只在吃饭的时候出来。但只有经过训练的海蛇尾才学会将黑暗与食物联系起来。

在为期10个月的实验初期，当灯熄灭时，动物们都隐藏起来。但随着时间的推移，动物们在黑暗和进餐时间之间建立了这样的联系，以至于它们的反应就好像食物正在路上一样，每当灯光熄灭时，甚至在任何食物被放入水箱之前，它们就会从躲藏处爬出来。

这些海蛇尾学会了一个新的联想：熄灯意味着食物可能会出现。他们不需要闻或尝虾就能做出反应。只要感觉到灯光变暗就足以让他们在被叫去吃饭时过来。

即使在没有训练的13天“休息”之后，他们仍然记得这个教训，即一遍又一遍地调暗灯光而不给他们喂食。

诺塔尔说，结果“令人兴奋”，因为“经典条件反射之前还没有在这组动物身上得到明确的证实。”

“知道海蛇尾可以学习意味着它们不仅仅是像小扫帚清理海底的机器人拾荒者，”诺塔尔说。“它们有可能预测并避免捕食者或预测食物，因为它们正在了解周围的环境。”

下一步，诺塔尔希望开始弄清楚它们是如何利用与我们截然不同的神经系统来学习和记忆的。

“人们总是问我，‘他们是怎么做到的?’”诺塔尔说。“我们还不知道。但我希望几年后能得到更多答案。”

这项工作得到了美国国防部通过国防科学与工程研究生奖学金计划、杜克大学尼古拉斯学院雷切尔·卡森学者计划和杜克大学生物系的支持。