不需要大脑也能学习的惊人能力？

杜克大学的一项研究表明，海蛇尾尽管没有大脑，但可以通过经验学习。这些海洋生物，与海星有关，使用它们的神经索通过联想来学习，这是经典条件反射中证明的一个概念。

　　

一项新的研究表明，无脑海蛇尾能够通过经验学习。它们通过将黑暗与进食联系起来，表现出经典的条件反射，这是理解无脑海洋生物学习过程的一个重要发现。

我们人类一直把大的大脑作为智慧的代表。但一项新研究显示，一种名为海蛇尾的无头动物根本没有大脑，但仍能通过经验学习。海蛇尾是海星的亲戚，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弯曲的五只手臂伸展，它们在嘴附近连接起来形成一个神经环。

“没有处理中心，”主要作者Julia Notar说，这是她生物学博士学位的一部分。“每条神经索都可以独立活动，就好像不是老板，而是一个委员会。”

揭示无脑海洋生物的学习

在《Behavioral Ecology and Sociobiology》杂志上发表报告称，就海蛇尾而言，这似乎足以通过联想来学习。

这种类型的学习包括通过一个称为经典条件反射的过程将不同的刺激联系起来。一个著名的例子是巴甫洛夫的狗实验，该实验表明，在铃声响起时反复喂食的狗最终会在铃声响起时开始流口水，即使周围没有食物。

人类一直都在这样做。如果你每次听到新提醒时都能听到智能手机的“叮”声，最终这种声音就会开始有特殊的含义。只要听到别人的手机铃声或嗡嗡声和你的一样，就足以让你本能地拿出自己的手机，期待着下一条短信、电子邮件或Instagram帖子。

经典条件反射已经在之前的一些海星研究中得到了证明。但是大多数棘皮动物——包括海蛇尾和类似的无脑海星、海胆和海参在内的大约7000种棘皮动物——还没有被测试过。

为了弄清楚海蛇尾是否有学习能力，研究人员把16只黑海蛇尾(Ophiocoma echinata)放在单独的水箱里，并用摄像机记录它们的行为。

这段延时视频展示了杜克大学研究人员进行的一项经典条件反射实验，目的是观察没有大脑的海蛇尾是否能学习。每当灯光变暗时，研究人员就会在动物的水箱中放入一个装有少量虾的移液管。随着时间的推移，动物们知道“熄灯”是来吃饭的铃声。

一半的海蛇尾接受训练，每次喂食时将灯光调暗30分钟。每次灯光熄灭时，研究人员就会把一小块虾——“它们喜欢吃的”——放在水箱里，放在它们够不着的地方。

另一半也吃了同样多的虾，也经历了30分钟的黑暗期，但从来没有在同一时间——动物们是在明亮的条件下喂食的。

无论白天还是黑夜，这些动物大部分时间都躲在水箱里的过滤器后面;只在吃饭的时候出来。但只有经过训练的海蛇尾学会了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，动物们躲起来。但随着时间的推移，动物们在黑暗和吃饭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在路上，每当灯熄灭时，甚至在食物被放进罐子之前，它们就会从躲藏的地方爬出来。

这些海蛇尾已经学会了一种新的联系:熄灯意味着食物可能出现。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它们在被叫来吃晚饭的时候过来。

发现棘皮动物的学习和记忆

即使在没有训练的13天“休息”之后，即一次又一次地调暗灯光而不给它们喂食，它们仍然记得这一课。

Notar说，结果是“令人兴奋的”，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显示。”

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

参考文献:Learning without a brain: classical conditioning in the ophiuroid Ophiocoma echinata” by Julia C. Notar, Madeline C. Go and Sönke Johnsen, 21 November 2023, Behavioral Ecology and Sociobiology