Beyni olmayan denizanası hatalarından ders çıkartıyor

Araştırmacılar Karayipler kutu denizanasını (Tripedalia cystophora) engelleri tespit edip bunlardan kaçınmak üzere eğitmişler. Önceden gelişmiş öğrenme kabiliyeti için merkezi bir beyin gerektiği düşünülürken, yeni bulgular bu görüşe meydan okuyor ve öğrenme ile hafızanın evrimsel köklerine ışık tutuyor.

KARMAŞIK BİR GÖRSEL SİSTEM BARINDIRIYOR

Populer Science Türkçe tarafından aktarılan ayrıntılarda boyları tırnak boyutunda olan bu basit görünümlü denizanaları, çan benzeri gövdelerinde 24 gözden oluşan karmaşık bir görsel sistem barındırıyor. Mangrov bataklıklarında yaşayan bu hayvan, görme duyusu yardımıyla çamurlu sularda ilerleyerek su altındaki ağaç köklerinin etrafında avlarına tuzak kuruyor.

Bilim insanları denizanalarının, ilişkilendirmeli öğrenme yardımıyla karşılarına çıkan engellerden kaçınma kabiliyeti kazanabileceğini gösterdi. Bu öğrenme şekli, canlıların duyusal uyaranlar ve davranışlar arasında zihinsel bağlantılar oluşturduğu bir süreç.

Almanya’daki Kiel Üniversitesinde çalışan makalenin baş yazarı Jan Bielecki, “Öğrenme, sinir sistemleri için en üst performanstır” diyor. Bielecki, denizanasına başarılı şekilde yeni bir numara öğretmek için “doğal davranışlarından faydalanmanın en iyisi olduğunu” söylüyor. “Hayvana mantıklı gelen bir şey. Böyleyece tam potansiyeline ulaşıyor.”

Araştırma takımı, yuvarlak bir tankı gri ve beyaz şeritlerle süsleyip denizanasını doğal yaşam alanını canlandırmaya çalışmış. Gri şeritler, uzaktaymış gibi görünen mangrov köklerini taklit ediyor. Bilim insanları, tanktaki denizanasını 7,5 dakika boyunca gözlemledi. Denizanası başlangıçta, görünürde uzak olan bu şeritlere yakın yüzmüş ve onlara sık sık çarptı.

Fakat deneyin sonunda denizanası, duvara olan ortalama uzaklığını yüzde 50 kadar, çarpışmadan kaçınmak için yaptığı başarılı dönüşleri ise yaklaşık dört kat artırmış ve duvar ile temasını yarı yarıya kesti.

Bulgular, denizanasının görsel ve mekanik uyaranlar yoluyla tecrübelerinden öğrenebildiğini akla getiriyor.

Kopenhag Üniversitesinde çalışan makale kıdemli yazarı Anders Garm, “Eğer karmaşık yapıları anlamak istiyorsanız, olabildiği kadar basit şekilde başlamak her zaman iyidir” diyor. “Denizanalarındaki bu görece basit sinir sistemlerine bakınca, bütün detayları ve nasıl bir araya gelip davranış gerçekleştirdiklerini anlama şansımız çok daha yüksek oluyor.”

Araştırmacılar daha sonra hayvanın ropalya adı verilen görsel duyu merkezlerini izole ederek, denizanasının ilişkilendirmeli öğrenme sürecinin altında neyin yattığını belirlemeye çalıştılar. Bu yapıların her biri altı göz barındırıyor ve denizanasının atım hareketini yöneten atış sinyalleri üretiyor. Sinyallerin frekansı, hayvan engellerden saptığında yükseliyor.

Araştırma takımı durağan haldeki ropalyuma hareket eden gri çubuklar göstererek, hayvanların nesnelere yaklaşmasını taklit etmeye çalıştılar. Yapı açık gri çubuklara yanıt vermemiş ve bunları uzak olarak yorumlamış. Ancak araştırmacılar çubuklar yaklaştığı zaman ropalyumu zayıf elektrik uyarımıyla eğittikten sonra, ropalyum açık gri çubuklara yanıt olarak engellerden kaçınma sinyalleri üretmeye başladı. Bu elektrik uyarımları, bir çarpışmanın mekanik uyaranını taklit ediyormuş. Bulgular, denizanasında ilişkilendirmeli öğrenme için görsel ve mekanik uyaranlarının birleştirilmesi gerektiğini ve ropalyumun bir öğrenme merkezi görevi gördüğünü gösteriyor.

Araştırma takımının sıradaki hedefi, denizanalarının sinir sistemlerinin hücresel etkileşimlerini daha derinden inceleyerek bellek oluşumunu çok daha detaylı şekilde anlamak. Bilim insanları ayrıca bu çandaki mekanik bir algılayıcının, hayvanın ilişkilendirmeli öğrenme faaliyetinde nasıl tamamlayıcı bir rol oynadığını daha iyi anlamayı planlıyor.

“Bu hayvanların öğrenme hızı şaşırtıcı; gelişmiş hayvanlar ile aynı tempoda” diyor Garm. “En basit sinir sistemleri bile gelişmiş öğrenme yapabiliyor gibi görünüyor. Bu mekanizma, sinir sisteminin evriminin başlangıcında son derece temel bir hücresel mekanizma olarak faaliyet göstermiş olabilir.”