توانایی مرجانیان در یادگیری، مثالی از “شناخت تجسم یافته” است و همین انگیزه مضاعفی به دانشمندان برای تحقیق و بررسی درباره ساختار حافظه در موجوداتی که از مغز معمولی بی‌بهره اند، می‌دهد.

یادگیری یکی از ویژگی‌های تعیین کننده و مهم زندگی است و هرموجود زنده‌ای، از پرنده‌ها گرفته تا انواع گونه‌های کپک، هر یک در حدی، از این ویژگی وتوانایی بهره‌مندند. حتی در ساده‌ترین موجودات زنده هم قرار گرفتن مکرر در معرض محرک‌های یکسان، باعث می‌شود تا آنها به‌صورت عادت‌سازی یا حساس‌سازی، یادگیری غیرتداعی داشته باشند.

طبق تحقیقات اخیر، شقایق دریایی استارلت (Nematostella vectensis)، در کمال تعجب قابلیت یادگیری‌های پیچیده‌ای را داراست و در بررسی‌های انجام شده، مشخص شد که آنها توانایی به ذهن سپردن ارتباط بین نور و پالس‌های شوک الکتریکی را دارند.

سیمون اسپرچر، نویسنده ارشد مقاله و نوروبیولوژیست دانشگاه فرایبورگ سوئیس در این باره گفته:« این دقیقا همان چیزی است که یادگیری تداعی نامیده می‌شود و اثباتی است بر این که حتی حیوانات بدون مغز هم به لطف سیستم عصبی خود، می‌توانند رفتارهای پیچیده‌ای را از خود به نمایش بگذارند.»

واکنش حیوانات دارای مغز چگونه است؟

حیواناتی که قدرت مغزی بالایی دارند به سادگی یک محرک را به یک پاسخ مرتبط کرده و بر پایه آنچه یادگرفته‌اند و به ذهن سپرده‌اند، می‌توانند رفتارهایشان را تغییر دهند. مثلا اگر یک بار دریافتند که برخورد با آتش یا اجاق گاز منجر به سوختگی و درد می‌شود، دفعه بعد، از برخورد با شعله آتش یا اجاق گاز اجتناب خواهند کرد.

این‌طور تصور می‌شود که توانایی به خاطر سپردن این مسائل، با تکامل سیستم‌های عصبی و تنظیم قدرت سیناپسی و انعطاف‌پذیری در مغز این موجودات به وجود آمده است.

اما حیوانات بدون مغز چطور؟

نکته جالب توجه اینجاست که همه حیوانات مغز ندارند. جاندارانی از دسته مرجانیان مثل شقایق دریایی یا عروس دریایی تنها یک شبکه عصبی غیرمتمرکز دارند و به نظر می‌رسد که به روش‌های غیرتداعی، نکاتی را یاد می‌گیرند.

اسپرچر و همکارانش از دانشگاه فرایبورگ سوئیس و دانشگاه بارسلونای اسپانیا، برای بررسی توانایی یادگیری تداعی شقایق دریایی استارلت، آزمایش‌های شرطی شدن کلاسیک را با بهره‌گیری از نور و شوک الکتریکی انجام دادند.

در این آزمایش شرطی شدن کلاسیک، ابتدا یک اتفاق خنثی با یک نتیجه بیولوژیکی قابل توجه همراه شد که نتیجه به شکل یک پاداش یا یک نتیجه منفی بود. محققان دریافتند که حدود ۴۰ سال پیش، مطالعه مشابهی در این زمینه انجام شده بود که نتیجه‌ای را به همراه نداشته و هرگز هم مجددا تکرار نشده بود.

اسپرچر و تیمش به‌صورت تصادفی، گروه‌هایی متشکل از ۱۰ یا ۱۸ شقایق دریایی استارلت را تشکیل دادند و تعدادی از این گروه‌ها در آزمایشی که در آن نور و پالس‌های شوک الکتریکی به‌صورت همزمان مورد استفاده قرار می‌گرفت، آزمایش شده و سایر گروه‌ها نیز با پالس‌های غیرهمزمان الکتریکی و نور تحت بررسی قرار گرفتند.

شرطی کردن شقایق‌ها با شوک و نور

محققان با بهره‌گیری از یک شوک الکتریکی کوچک، حیوانات را به عقب کشیدن شاخک‌هایشان وادار می‌کردند و با دادن شوک همزمان با نور یا در زمان‌های متفاوت، به آنها آموزش می‌دادند. سپس آنها واکنش این حیوانات را تنها با استفاده از نور مورد آزمایش قرار دادند. حیواناتی که در جریان تمرینات، به صورت همزمان نور و شوک‌الکتریکی دریافت کرده بودند، رفتارهای خود را تطبیق داده و بعد از آنکه شرطی شده بودند، به نور تنها نیز واکنش نشان می‌دادند.

اما در گروهی که پیش از آن، شوک‌الکتریکی را همزمان با نور دریافت کرده بودند، ۷۲% شقایق‌های دریایی در مواجهه با نور تنها نیز شاخک‌هایشان را جمع می‌کردند. این تقریبا دو برابر نرخ واکنش (۳۰%) شقایق‌هایی بود که شوک‌الکتریکی و نور در بازه‌های زمانی متفاوتی برای آموزش دادن‌شان به کار رفته بود.

اعضای تیم با بهره‌گیری از نرم‌افزاری برای سنجش طول بدن حیوانات در هر لحظه از آزمایش، در عین حال میزان انقباضات آنها را نیز اندازه‌گیری می‌کردند و به این نتیجه رسیدند که حداکثر طول انقباض در حیواناتی که با شوک و نور آموزش دیده بودند، به مراتب بیشتر از حیواناتی بود که شوک و نور در بازه‌های زمانی متفاوتی برایشان مورد استفاده قرار گرفته بود.

در مقاله منتشره دراین باره می‌خوانیم:« به‌صورت کلی، دسته اول شقایق‌های دریایی استارلت، واکنش‌های رفتاری کمی و کیفی متفاوتی در مقایسه با شقایق‌هایی که محرک‌ها را در بازه‌های زمانی جداگانه دریافت کرده بودند، به نمایش گذاشتند.»

البته هنوز مشخص نیست که آیا مرجانیان از همان نوع انتقال‌دهنده‌های عصبی یا تعدیل‌کننده‌هایی مثل سروتونین یا دوپامین که ما استفاده می‌کنیم بهره می‌برند یا خیر و این احتمال وجود دارد که یادگیری تداعی، به شکلی مستقل در این حیوانات تکامل یافته باشد. محققان این پروژه در عین حال گفتند:« در اکثر ارگانیزم‌های مدل، مدارهای عصبی تعریف شده و مکانیزم‌های مولکولی، مسئول شکل‌های خاصی از خاطرات شناسایی شده‌اند.» این بدان معناست که توانایی مرجانیان در یادگیری، مثالی از “شناخت تجسم یافته” است و همین انگیزه مضاعفی به دانشمندان برای تحقیق و بررسی درباره ساختار حافظه در موجوداتی که از مغز معمولی بی‌بهره اند، می‌دهد.

اسپرچر ادامه داد:« اطلاعات ما درباره عملکرد فرآیند یادگیری در حیواناتی که سیستم عصبی ظاهرا ساده‌ای دارند، خیلی کم است و حالا چارچوب‌های لازم برای پیشبرد این تحقیقات را دراختیار داریم.»