Crossley powiedział, że mali zbieracze są również „niezwykłymi uczniami”, którzy potrafią zapamiętać coś po jednym kontakcie. W nowym badaniu naukowcy zajrzeli głęboko do mózgów ślimaków, aby dowiedzieć się, co dzieje się na poziomie neurologicznym, kiedy nabywają wspomnienia.
Namawianie wspomnień
W swoich eksperymentach naukowcy dali ślimakom dwa rodzaje treningu: silny i słaby. Podczas intensywnego treningu najpierw spryskali ślimaki wodą o smaku bananowym, którą ślimaki potraktowały jako neutralną w swoim atrakcyjności: część połykały, a część wypluwały. Następnie zespół dał ślimakom cukier, który zachłannie połykały.
Kiedy przetestowali ślimaki jeszcze dzień później, ślimaki wykazały, że nauczyły się kojarzyć smak banana z cukrem z tego jednego doświadczenia. Ślimaki zdawały się postrzegać smak jako bardziej pożądany: znacznie chętniej połykały wodę.
Z kolei ślimaki nie nauczyły się tego pozytywnego skojarzenia ze słabej sesji treningowej, podczas której po kąpieli o smaku kokosowym następowała znacznie bardziej rozcieńczona słodka uczta. Ślimaki nadal połykały i wypluwały wodę.
Jak dotąd eksperyment był zasadniczo ślimakową wersją słynnych eksperymentów Pavlova z warunkowaniem, w których psy nauczyły się ślinić, gdy usłyszały dźwięk dzwonka. Ale potem naukowcy przyjrzeli się, co się stało, gdy dali ślimakom silny trening z aromatem bananowym, a kilka godzin później słaby trening z aromatem kokosowym. Nagle ślimaki też nauczyły się czegoś ze słabego treningu.
Kiedy naukowcy zmienili kolejność i najpierw wykonali słaby trening, ponownie nie udało się przekazać wspomnienia. Ślimaki nadal tworzyły wspomnienie silnego treningu, ale nie miało to wstecznego efektu wzmacniającego na wcześniejsze doświadczenia. Zamiana smaków stosowanych w treningach mocnych i słabych również nie przyniosła efektu.
Naukowcy doszli do wniosku, że intensywny trening wepchnął ślimaki w okres „bogaty w naukę”, w którym próg tworzenia pamięci był niższy, co umożliwiło im nauczenie się rzeczy, których w innym przypadku by się nie nauczyły (takich jak skojarzenie słabego treningu między smakiem a rozcieńczony cukier). Taki mechanizm mógłby pomóc mózgowi skierować zasoby na uczenie się w odpowiednich momentach. Jedzenie może sprawić, że ślimaki będą bardziej wyczulone na potencjalne źródła pożywienia w pobliżu; kontakt z niebezpieczeństwem może wyostrzyć ich wrażliwość na zagrożenia.
A Lymnea ślimak, który kojarzy wodę smakową z cukrem, szybko otwiera i zamyka usta, aby ją połknąć (po prawej). Ślimak, który nie nauczył się skojarzeń, trzyma pysk zamknięty (po lewej).Wideo: Michael Crossley, Kevin Staras/Quanta Magazine
Jednak wpływ na ślimaki był ulotny. Okres bogaty w naukę trwał tylko od 30 minut do czterech godzin po intensywnym treningu. Po tym ślimaki przestały tworzyć pamięć długoterminową podczas słabej sesji treningowej, i to nie dlatego, że zapomniały o swoim silnym treningu – pamięć o tym utrzymywała się przez miesiące.
Posiadanie krytycznego okna dla ulepszonego uczenia się ma sens, ponieważ jeśli proces się nie wyłączy, „może to być szkodliwe dla zwierzęcia” – powiedział Crossley. Zwierzę może wtedy nie tylko zainwestować zbyt wiele zasobów w naukę, ale może też nauczyć się skojarzeń szkodliwych dla jego przetrwania.
Zmienione postrzeganie
Badając elektrodami, naukowcy odkryli, co dzieje się w mózgu ślimaka, gdy tworzy on długoterminowe wspomnienia z treningów. Występują dwie równoległe zmiany w aktywności mózgu. Pierwszy koduje samą pamięć. Drugi jest „wyłącznie zaangażowany w zmianę postrzegania przez zwierzę innych wydarzeń” – powiedział Crossley. „Zmienia sposób, w jaki postrzega świat na podstawie swoich przeszłych doświadczeń”.
Odkryli również, że mogą wywołać tę samą zmianę w percepcji ślimaków, blokując działanie dopaminy, substancji chemicznej w mózgu wytwarzanej przez neuron, który aktywuje plucie. W efekcie to włączyło neuron do plucia i pozostawiło neuron do połykania na stałe. Doświadczenie miało taki sam efekt przenoszenia, jak intensywny trening w poprzednich eksperymentach: kilka godzin później ślimaki utworzyły długotrwałą pamięć słabego treningu.
