Meduse intelligenti: apprendono pur non avendo il cervello

Un nuovo studio mostra come, anche senza un cervello centrale, le meduse possono imparare da esperienze passate, esattamente come gli esseri umani, i topi e le mosche. A scoprirlo un team di ricercatori che ha addestrato le meduse caraibiche (Tripedalia Cystophora) a imparare a individuare e schivare gli ostacoli.

Lo studio sfida le nozioni precedenti secondo cui l’apprendimento avanzato richiede un cervello centralizzato e fa luce sulle radici evolutive dell’apprendimento e della memoria.

Piccole meduse in grado di apprendere

Le meduse oggetto di questa ricerca sono molto piccole, misurano infatti circa 1 cm di diametro per 6–7 mm di lunghezza. Sono organismi apparentemente semplici, ma hanno un sistema visivo complesso con 24 occhi incorporati nel loro corpo a campana.

Vivendo nelle paludi di mangrovie, l’animale usa la sua vista per muoversi attraverso acque torbide, cercando le prede tra il groviglio di radici sommerse delle mangrovie. Secondo i ricercatori, sembra che queste meduse potrebbero acquisire la capacità di evitare ostacoli attraverso l’apprendimento associativo, un processo attraverso il quale gli organismi formano connessioni mentali tra stimolazioni sensoriali e comportamenti.

I ricercatori hanno ricreato l’ambiente naturale delle meduse decorando una vasca circolare con strisce grigie e bianche, che imitavano le radici delle mangrovie. Hanno poi osservato le meduse nella vasca per circa 7 minuti e mezzo.

Inizialmente la medusa si limitava a nuotare vicino a queste strisce apparentemente lontane e vi sbatteva spesso. Ma alla fine dell’esperimento, la medusa ha aumentato la sua distanza media dal bordo di circa il 50%, ha quadruplicato il numero di giri riusciti per evitare la collisione e ha dimezzato il suo contatto con il bordo della vasca. I risultati suggeriscono che le meduse possono imparare dall’esperienza attraverso stimoli visivi e meccanici.

Il processo alla base di tale apprendimento

Come afferma l’autore senior, Anders Garm dell’Università di Copenhagen, per “comprendere strutture complesse, è sempre bene iniziare nel modo più semplice possibile. Osservando questi sistemi nervosi relativamente semplici nelle meduse, abbiamo molte più possibilità di comprendere tutti i dettagli e come si uniscono per eseguire comportamenti.”

Gli scienziati hanno cercato inoltre di identificare il processo alla base dell’apprendimento associativo delle meduse, isolando i centri sensoriali visivi dell’animale, chiamati ropalia. Ognuna di queste strutture ospita sei occhi e genera segnali pacemaker che governano il movimento pulsante della medusa, che aumenta di frequenza quando l’animale devia dagli ostacoli.

I ricercatori hanno analizzato questa struttura eseguendo diversi esperimenti che hanno dimostrato che la combinazione di stimoli visivi e meccanici è necessaria per l’apprendimento associativo nelle meduse e che il ropalio funge da centro di apprendimento.

Dopo aver ottenuto questi sensazionali risultati, il gruppo di ricerca intende approfondire le interazioni cellulari del sistema nervoso delle meduse per analizzare la formazione della memoria. Hanno inoltre in programma di comprendere meglio come funziona il sensore meccanico nella campana per tracciare un quadro completo dell’apprendimento associativo dell’animale.

Fonte: Current Biology

Ph. Credit: Jan Bielecki, Alexander K. Zaharoff, Nicole Y. Leung, Anders Garm, Todd H. Oakley (edited by Ruthven).