PRL：單細胞生物記憶揭示智慧起源

科學家在多頭絨泡菌身上發現了原始的學習和記憶能力（圖片來源：EYE OF SCIENCE/SPL）

學習和記憶能力是智慧的根本。日本科學家的一項最新研究，首次在一種原生質粘菌（protoplasmic slime，單細胞生物，但具有多個細胞核）中發現了記憶能力和神經活動性。該研究成果有望揭示智慧和智力的最初起源。相關論文發表在最新一期的《物理評論快報》（PRL）上。
 
日本北海道大學的Toshiyuki Nakagaki和同事曾經證實，阿米巴門菌能夠穿過迷宮，解決很簡單的謎題。而在最新的研究中他們發現，當對一種名為多頭絨泡菌（Physarum polycephalum）的阿米巴門原生質粘菌施加一系列周期性刺激后，它能夠學會其中的變化模式并能夠按照預期，在下一次刺激到來之前改變自身的行為。更重要的是，研究人員發現即使當刺激停止，這一記憶仍會在多頭絨泡菌體內維持數個小時。
 
多頭絨泡菌在室溫下有固定的移動速度。不過，當環境濕度降低時，它的移動速度就會變慢。研究人員正是利用這一特點，對多頭絨泡菌的學習和記憶能力進行了研究。當多頭絨泡菌在干燥空氣中連續待了三個小時后，它會在接下來的第四個小時內減慢速度，無論這時的環境是否真的干燥。這種預期的行動減慢有時甚至能夠持續兩到三個小時。研究人員發現，刺激周期時間從1小時變至1.5小時會得到相同的結果。
 
實際上，三個小時后，如果不再施加干燥刺激，多頭絨泡菌的預判就會慢慢減退。不過，當研究人員在6小時后重新施加一個干燥“脈沖”，多頭絨泡菌會按照此前記憶中的節律來期待又一個慢速周期。
 
與其它生物一樣，原生質粘菌也有內嵌的生物化學振蕩機制，就好比人類的生物鐘。這種振蕩能在它們體內產生周期性的環境壓力響應，從而有助生物體調節自身運動。研究人員認為，多頭絨泡菌的可變周期感知能力源于菌群中不同生物化學振蕩器能夠以連續的頻率范圍工作。
 
新的研究結果有望揭示智力的最初起源，即能夠意識到并學習任何外界節奏事件的機制。
 
（《物理評論快報》（PRL），100, 018101 (2008)，Tetsu Saigusa, Atsushi Tero, Toshiyuki Nakagaki, and Yoshiki Kuramoto）
 
 
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