哈佛团队发明无脑原生生物也具备联想进修才能

这项尚未经由同业评审、已在预印本平台 BioRxiv 宣布的研究指出，即便完全没有大年夜脑或神经体系的单细胞生物，也可以表示出进修行动。论文合作者之一、哈佛大年夜学认知神经科学家塞缪尔·格什曼（Samuel Gershman）在给 Refractor 的邮件中表示：“这一成果让我很不测，因为此前在这种生物身上并没有联想进修的证据，而其他单细胞生物的相干证据也颇具争议，我们本来并不知道实验会不会奏效。”

格什曼进一步指出，蓝色喇叭虫细胞与人脑神经元之间存在“很多类似之处”，这暗示我们的大年夜脑或许仍在应用那些最早在单细胞生物中演变出来的进修机制。换句话说，人类复杂的认知与进修才能，可能在某种程度上持续了单细胞祖先的“原始算法”。今朝，这项研究已作为预印本揭橥在 BioRxiv 上，将来经由同业评审后，有望在更广泛的学术与"大众,"评论辩论中持续发酵。

研究对象为一种名为蓝色喇叭虫（Stentor coeruleus）的原生生物，这是一种喇叭形的纤毛虫，体长约 1 毫米，肉眼勉强可见。其一端具有名为“固着器”（holdfast）的构造，用来附着在池底或其他外面，另一端布满纤毛，用于滤食。当它感知到四周情况出现扰动，例如捕食者接近时，会敏捷将细长的身材紧缩成接近球形，以此作为防御反响。

为了研究这一单细胞生物的进修过程，格什曼团队起首从情况中收集了数十个蓝色喇叭虫细胞，将其置于培养皿中并静置数小时，让细胞稳定附着。随后，研究人员借助一套特制装配，对装有细胞的培养皿底部施加精准控制的稍微敲击刺激。起先，大年夜多半蓝色喇叭虫在感触感染到敲击时都邑做出紧缩反响，但跟着敲击持续进行，响应的细胞数量逐渐削减，注解它们对这种反复刺激产生了“习惯化”，不再将其视为威逼。

接着，团队引入了所谓“配对协定”（pairing protocol）。在这一阶段，细胞先接收到一次较弱的敲击（平日只引起稍微紧缩），一秒后再紧接着施加一次较强敲击。这组“弱刺激+强刺激”的组合每隔 45 秒反复一次，这一时光距离对应蓝色喇叭虫在紧缩后从新伸展所需的大年夜致时光。在最初约 10 轮配对实验后，细胞会在弱敲击到来时直接产生明显紧缩反响，但跟实在验赓续反复，这种反响又会逐渐减弱。格什曼指出，这种对弱刺激与随后强刺激建立接洽关系并调剂反响强度的过程，解释“单个细胞也可以或许实现相当复杂的进修算法”。

研究人员认为，这一发明可能改变人类对“进修”在进化史上来源时光的懂得。格什曼在接收采访时表示，那些被认为属于高等情势的进修才能，很可能具有远比复杂神经体系更为古老的进化渊源。他提出疑问：“联想进修是否起首涌如今拥有大年夜脑的多细胞生物身上？也许并非如斯。”