Привыкание и сензитизация у взрослых одиночных асцидий

Как простое морское существо проливает свет на процессы обучения

Когда мы думаем об обучении и памяти, обычно представляем мозги, забитые миллиардами нейронов, как у людей или других млекопитающих. Тем не менее даже гораздо более простые животные должны решать, что игнорировать, а чему опасаться в окружающей среде. В этом исследовании изучается обучение у маловероятного кандидата — одиночной асцидии Polycarpa mytiligera, мешковидного морского животного, прикреплённого к скалам на морском дне. Показав, что эти существа способны учиться на опыте и запоминать в течение дней, работа открывает новое окно в понимание того, как базовые процессы обучения могли эволюционировать у наших дальних предков.

Знакомство с асцидией

Асцидии — маленькие мягкотелые фильтраторы, которые во взрослом состоянии ведут прикреплённый образ жизни, всасывая морскую воду через один отверстие и выплёвывая её через другое. Эти отверстия, называемые сифонами, необходимы для дыхания и питания, но также оставляют животное уязвимым для потенциальных угроз. Их основная защита простая и быстрая: при прикосновении или встревоживании сифоны захлопываются, а тело сокращается. Polycarpa mytiligera, распространённая в Красном море, особенно интересна тем, что является хордовым — членом той же широкой группы, что включает всех позвоночных — и при этом обладает выдающейся способностью к регенерации всего тела. Хотя её нервная система состоит всего из примерно 10 000 нейронов, она поддерживает сложное поведение, которое теперь можно подробно исследовать.

Обучение игнорировать безвредные прикосновения

Исследователи сосредоточились на базовом виде обучения, называемом привыканием: постепенном ослаблении реакции на повторяющийся безвредный стимул. Они аккуратно проводили щёткой по области около ротового сифона раз в минуту, в сессиях по десять испытаний, повторённых в течение шести дней. Камера фиксировала, насколько уменьшалось отверстие сифона после каждого прикосновения, а специализированное программное обеспечение отслеживало движение и переводило его в числовой индекс силы сокращения. В ходе многодневного тренинга оборонительная реакция асцидий постепенно ослабевала. Примерно к третьему дню сифоны уже не захлопывались столь сильно, и дальнейшее обучение давало мало изменений. При повторном тестировании после дневного отдыха животные, подвергшиеся повторным щёткам, по-прежнему демонстрировали гораздо меньшие сокращения, чем нетренированные особи, что указывает на то, что уменьшение реакции было не просто кратковременной усталостью, а устойчивым выученным изменением.

Повышенная бдительность после шока

Команда затем изучила сензитизацию, обратную сторону привыкания. Здесь интенсивное или неприятное событие повышает чувствительность животного к последующим слабым стимулам. Две группы асцидий сначала получали короткую сессию нежных прикосновений, что вызвало некоторое начальное снижение реакции. Одна группа затем получила краткий, но сильный электрический шок через крошечные электроды; другая группа просто отдыхала. После короткой паузы обе группы снова подвергли тому же мягкому щёточному раздражению. Шокированные животные теперь реагировали гораздо сильнее, с более мощными сокращениями сифона, чем их неошокированные сверстники, и их собственные реакции явно превысили уровень до шока. Это превышение первоначального уровня свидетельствует о настоящей сензитизации, а не просто об отмене привыкания, показывая, что животные могут временно оказаться «на взводе» после тревожного события.

Почему эти простые поведения важны

Хотя нервная система асцидии значительно проще, чем у классических беспозвоночных моделей типа морской улитки Aplysia, её способности к обучению удивительно похожи. Животное может ослаблять реакцию на повторяющиеся безвредные события в пределах одного дня и между днями, но быстро усиливать защиту после угрожающего шока. Поскольку асцидии — одни из ближайших ныне живущих родственников позвоночных, эти общие формы обучения указывают на глубокие эволюционные корни базовых процессов памяти. В сочетании с выдающейся способностью Polycarpa mytiligera регенерировать всё тело, включая центральную нервную систему, это исследование создаёт основу для будущих экспериментов о том, как хранятся воспоминания и как они, возможно, восстанавливаются. Для неспециалистов основной вывод прост: даже кажущееся простым морское существо умеет отличать шум от опасности, показывая, что основы обучения и памяти могут быть древними и широко разделяемыми на древе жизни.

Цитирование: Gabso, B., Zer-Eshel, G., Cohen, S. et al. Habituation and sensitization learning in adult solitary ascidians. Sci Rep 16, 13529 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43408-9

Ключевые слова: обучение и память, привыкание, сензитизация, морские мешки, асцидии