È stato dimostrato che le meduse, prive di cervello centrale, imparano dalle esperienze passate

Non più grandi di un’unghia, queste gelatine apparentemente semplici 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 guidare attraverso acque torbide e sterzare attorno alle radici degli alberi sottomarini per intrappolare la preda. Gli scienziati hanno dimostrato che le gelatine 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.

“L’apprendimento è l’apice delle prestazioni del sistema nervoso”, afferma il primo autore Jan Bielecki dell’Università di Kiel, in Germania. Per insegnare con successo alle meduse un nuovo trucco, dice “è meglio sfruttare i suoi comportamenti naturali, qualcosa che abbia senso per l’animale, in modo che raggiunga il suo pieno potenziale”.

Il team ha rivestito una vasca rotonda con strisce grigie e bianche per simulare l’habitat naturale delle meduse, con strisce grigie che imitavano le radici di mangrovie che sembrerebbero distanti. Hanno osservato la medusa nella vasca per 7,5 minuti. Inizialmente la gelatina nuotava vicino a queste strisce apparentemente lontane e vi sbatteva spesso. Ma alla fine dell’esperimento, la gelatina ha aumentato la sua distanza media dal muro di circa il 50%, ha quadruplicato il numero di giri riusciti per evitare la collisione e ha dimezzato il suo contatto con il muro. I risultati suggeriscono che le meduse possono imparare dall’esperienza attraverso stimoli visivi e meccanici.

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

I ricercatori hanno poi cercato 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.

Il team ha mostrato il ropalio stazionario che muoveva barre grigie per imitare l’approccio dell’animale agli oggetti. La struttura non rispondeva alle barre grigio chiaro, interpretandole come distanti. Tuttavia, dopo che i ricercatori hanno addestrato il rhopalium con una debole stimolazione elettrica quando le barre si avvicinavano, ha iniziato a generare segnali per schivare gli ostacoli in risposta alle barre grigio chiaro. Queste stimolazioni elettriche imitavano gli stimoli meccanici di una collisione. I risultati hanno inoltre dimostrato che la combinazione di stimoli visivi e meccanici è necessaria per l’apprendimento associativo nelle meduse e che il rhopalium funge da centro di apprendimento.

Successivamente, il team 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.

“È sorprendente la velocità con cui questi animali apprendono; è più o meno lo stesso ritmo con cui lo fanno gli animali avanzati”, afferma Garm. “Anche il sistema nervoso più semplice sembra essere in grado di effettuare un apprendimento avanzato, e questo potrebbe rivelarsi un meccanismo cellulare estremamente fondamentale inventato agli albori dell’evoluzione del sistema nervoso.”