Ученые прочитали «мысли» медуз

На картинке сверху изображен зонтик медузы с дольками нейронов. Снизу показано, как складывается медуза, когда к ней приближается креветка.
На картинке сверху изображен зонтик медузы с дольками нейронов. Снизу показано, как складывается медуза, когда к ней приближается креветка.
Weissbourd et al.
Хотя у медуз и нет мозга.

Исследование опубликовано в Cell, коротко о нем сообщает Science Alert.

Нервная система медуз сформировалась более 500 млн лет назад, с тех пор она практически не изменилась и устроена гораздо проще по сравнению с мозгом современных животных. Например, у медуз нет центральной нервной системы, которая координировала бы все движения. Но как тогда они двигаются?

Новое исследование провели на Clytia hemisphaerica — прозрачной медузе диаметром в 1 см. Все ее 10 000 нейронов легко помещаются под микроскопом. Ученые под руководством Брендона Вайсбурда из Калифорнийского технологического института генетически модифицировали медузу, чтобы ее нейроны светились при возбуждении. Оказалось, нервные клетки работают необычайно скоординированно.

Согласно статье, нейроны C. hemisphaerica выстроены в зонтикоподобную сеть, которая повторяет форму тела. Группы нейронов образуют дольки почти как у пирога. Каждое щупальце на краю зонтика связано с одной из этих долек. Поэтому, когда медузы обнаруживают и захватывают добычу, например креветок, нейроны дольки активируются в определенной последовательности.

Сначала нейроны на краю зонтика посылают сообщения нервным клеткам в центре, где находится рот медузы. После этого часть зонтика, в которой находится активированная долька, начинает заворачиваться внутрь. А рот направляется в сторону пищи. В течение минуты после появления креветки 96% медуз попытались захватить пищу таким образом.

Чтобы выяснить, какие именно клетки запускают этот тип пищевого поведения, исследователи удалили с края зонтика так называемые нейроны RFa+. После этого медузы не смогли складываться и поедать креветок.

«Таким образом, — пишут авторы, — нейроны RFa+ вызывают складывание краев, когда их возбуждают пища или химические сигналы. При этом плавание у медузы не нарушилось. Поэтому можно предположить, что эта форма поведения контролируется другими типами нервных клеток».

Чтобы понять, как взаимодействуют нейроны, контролирующие рот и зонтик, исследователи хирургически удалили определенные части тела. Когда медузам отрезали рот, они все равно пытались отправить на его место пищу с помощью щупалец. А особи без щупалец продолжали тянуться к еде ртами. Согласно этим данным, пищевое поведение медузы могут координировать разные группы нейронов, расположенные по краю зонтика.

Другой эксперимент показал, что голодные медузы активнее захватывают пищу. Вероятно, существует нейронная обратная связь, которая сообщает медузе, что пора найти еду, и приводит сети пищевого поведения в состояние повышенной готовности. Исследователи предположили, что краевые нейроны, связанные со ртом, могут быть связаны и с пищеварительной системой.

«Как достигается взаимодействие, еще предстоит выяснить», — говорят авторы.