Một trong những loài sinh vật cổ xưa nhất hành tinh cho thấy chúng vẫn có khả năng hình thành phản xạ có điều kiện, một trong những đặc trưng cơ bản của ý thức và trí thông minh. Phát hiện này vừa được các nhà nghiên cứu ở ĐH Copenhagen (Đan Mạch) công bố trên tạp chí Current Biology.
Phản xạ có điều kiện là một trong những hành vi thể hiện một sinh vật nào đó có ý thức, thông qua việc "học và nhớ" mang tính liên kết các chuỗi sự kiện lại với nhau. Lấy ví dụ, chúng ta từng bị điện giật hoặc bị bỏng do lửa, từ đó chúng ta "nhớ" điện và lửa là nguy hiểm và nên tránh xa. Hoặc chúng ta thấy xe báo sắp hết xăng hoặc điện thoại sắp hết pin thì phản xạ thông thường là chúng ta tìm cây xăng để đổ hoặc tìm dây sạc và ổ cắm điện. Đặc trưng này cũng có trên những loài động vật có ý thức bậc cao khác, tuy nhiên với loài sứa, loài sinh vật không có não hay hệ thần kinh phân hạch, việc chúng có khả năng "học và nhớ" là điều kinh ngạc ngay với cả các nhà sinh vật học.
Về niên đại lịch sử, sứa là một trong những sinh vật cổ xưa nhất hành tinh. Xuất hiện cách đây hơn 500 triệu năm, khủng long còn phải ngả mũ trước sứa nếu tính theo "thâm niên". Nhưng cũng vì tuổi đời lâu và cấu trúc sinh học đơn giản, các nhà khoa học vẫn thường xem sứa là loài "IQ thấp". Riêng loài sứa được nêu trong nghiên cứu, Tripedalia cystophora, là một loài sứa hình hộp (box jellyfish) vốn không có não hay hệ thần kinh trung ương. Thay vào đó, sứa hình hộp có 4 tổ chức tựa-não tồn tại song song, mỗi tổ chức chỉ có vỏn vẹn khoảng 1000 tế bào thần kinh (trong khi con người có tới 100 tỉ).
Phản xạ có điều kiện là một trong những hành vi thể hiện một sinh vật nào đó có ý thức, thông qua việc "học và nhớ" mang tính liên kết các chuỗi sự kiện lại với nhau. Lấy ví dụ, chúng ta từng bị điện giật hoặc bị bỏng do lửa, từ đó chúng ta "nhớ" điện và lửa là nguy hiểm và nên tránh xa. Hoặc chúng ta thấy xe báo sắp hết xăng hoặc điện thoại sắp hết pin thì phản xạ thông thường là chúng ta tìm cây xăng để đổ hoặc tìm dây sạc và ổ cắm điện. Đặc trưng này cũng có trên những loài động vật có ý thức bậc cao khác, tuy nhiên với loài sứa, loài sinh vật không có não hay hệ thần kinh phân hạch, việc chúng có khả năng "học và nhớ" là điều kinh ngạc ngay với cả các nhà sinh vật học.
Cấu tạo đơn giản
Về niên đại lịch sử, sứa là một trong những sinh vật cổ xưa nhất hành tinh. Xuất hiện cách đây hơn 500 triệu năm, khủng long còn phải ngả mũ trước sứa nếu tính theo "thâm niên". Nhưng cũng vì tuổi đời lâu và cấu trúc sinh học đơn giản, các nhà khoa học vẫn thường xem sứa là loài "IQ thấp". Riêng loài sứa được nêu trong nghiên cứu, Tripedalia cystophora, là một loài sứa hình hộp (box jellyfish) vốn không có não hay hệ thần kinh trung ương. Thay vào đó, sứa hình hộp có 4 tổ chức tựa-não tồn tại song song, mỗi tổ chức chỉ có vỏn vẹn khoảng 1000 tế bào thần kinh (trong khi con người có tới 100 tỉ).
T. Cystophora sinh sống trong các vùng nước ngập mặn, tồn tại bằng cách săn các loài tôm cá nhỏ hoặc sinh vật phù du. Để làm được điều đó, T. Cystophora có một hệ giác quan ấn tượng với 24 con mắt chia đều quanh 4 tổ chức tựa-não giúp nó quan sát và bắt mồi. Tuy rừng ngập mặn là một nơi tốt để kiếm ăn, mạng lưới rễ cây dày đặc lại là thứ nguy hiểm với một sinh vật có cơ thể mỏng manh như T. Cystophora. Nó cần phải biết lúc nào nên "quay xe" nếu không muốn bị thương tổn do "va chạm giao thông" với các rễ cây. Vấn đề ở đây - việc "quay xe" của con sứa là bản năng có sẵn từ khi sinh ra hay phản xạ có điều kiện tích luỹ từ việc "học và nhớ"?
Anders Garm, phó giáo sư thuộc khoa sinh học ĐH Copenhagen, cho biết: "Chúng ta từng cho rằng sứa chỉ có một vài hình thức 'học' đơn giản nhất, gồm cả việc thích nghi theo môi trường sống. Lấy ví dụ như việc làm quen với một dạng kích thích nhất định, như một âm thanh quen thuộc hay va chạm liên tục. Nhưng giờ chúng tôi thấy rằng sứa có một khả năng 'học' chuyên sâu hơn, rằng chúng có thể 'học' được từ các sai lầm của mình. Và từ đó, thay đổi lại hành vi của mình".
Bản năng hay phản xạ có điều kiện?
Các nhà nghiên cứu nhận ra rằng T. Cystophora sử dụng độ tương phản sáng tối của môi trường để ước tính cự ly với các chướng ngại vật. Những rễ cây ở cự ly gần thường có màu sáng hơn do phản xạ với ánh sáng Mặt Trời và những cái ở xa sẽ có màu tối hơn. T. Cystophora thường sẽ không né tránh khi tiến gần những khu vực có màu tối nhưng sẽ quay đầu khi những chỗ này trở nên sáng hơn. Hành vi này là bình thường trong môi trường sống đặc trưng của T. Cystophora. Câu hỏi đặt ra là khi thay đổi môi trường sống (độ tương phản của chướng ngại vật), T. Cystophora sẽ phản ứng thế nào?
Các con sứa T. Cystophora trong thí nghiệm 'hành vi va chạm'
Thắc mắc trên đã đưa Jan Bielecki tại ĐH Kiel (Đức), đồng tác giả nghiên cứu, đến với một thực nghiệm đã đánh giá "trí thông minh" của T. Cystophora. Những con sứa được thả vào trong một cái bể hình tròn có các vạch màu mô phỏng môi trường tự nhiên của chúng - các vạch trắng giống với những rễ cây ở gần và vạch sẫm tương tự những cái ở xa. Nếu việc "quay xe" chỉ là bản năng, T. Cystophora sẽ không né tránh những vạch màu sẫm như chúng vẫn làm với các vạch trắng.
Lúc đầu, những con sứa T. Cystophora hoàn toàn chưa "hiểu" được vấn đề. Chúng liên tục bơi trúng vào thành bể ở những vị trí vạch sẫm. Nhưng sau khoảng 7 phút rưỡi, mọi thứ nhanh chóng thay đổi. Chúng trở nên lưỡng lự hơn khi bơi gần những vạch màu sẫm. Chúng bơi cách xa những vạch này hơn 50% so với ban đầu. Đây là dấu hiệu cho thấy chúng đã hình thành phản xạ có điều kiện. Garm mô tả: "Các thí nghiệm của chúng tôi cho thấy khoảng 3-5 lần di chuyển sai lầm là đủ để thay đổi hành vi của bọn sứa và chúng sẽ không đụng trúng các rễ cây nữa. Điều thú vị ở chỗ đây tỉ lệ này cũng tương đương với tốc độ trên ruồi hay chuột khi cần học hành vi mới".
Quảng cáo
Trí nhớ là gì?
Đối với các loài sinh vật bậc cao mà nói, nhất là các loài đối xứng 2 bên (bilaterian) - gồm cả động vật chân khớp, thân mềm, có xương sống, việc hình thành phản xạ có điều kiện là điều không phải mới. Nhưng sứa thuộc về một nhóm sinh vật cổ xưa hơn - ngành Cnidarian. Đây là những sinh vật cổ xưa nhất hành tinh thường có cấu trúc đối xứng toả tròn và hệ thần kinh rất đơn giản. Vậy chúng đã "học và nhớ" như thế nào?
Tuy không có não tập trung, nhưng sứa có những cơ quan chuyên biệt gọi là rhopalia/rhopalium, nơi các tín hiệu hình ảnh được gửi về. Cứ 6 con mắt sẽ "gom" các tín hiệu về 1 rhopalium, giúp con sứa có được "cảm giác" chuyển động. Các nhà nghiên cứu tiến hành mổ con sứa và phân tích tín hiệu điện trên từng rhopalium. Trước hết họ cho vài dòng điện nhỏ chạy qua các rhopalium nhằm mô phỏng lại các va chạm ở thí nghiệm trước đó. Vài lần sau đó, các rhopalium bắt đầu bắn ra các tín hiệu cảnh báo của riêng chúng. Nếu con sứa còn nguyên vẹn, chúng sẽ lập tức tránh xa chướng ngại vật khi nhận được tín hiệu cảnh báo trên.
Các cơ quan rhopalium (B) trên thân sứa (A). (C) là môi trường thí nghiệm. (D) là cấu trúc vật lý-thần kinh khi rhopalium nhận được tín hiệu cảnh báo va chạm
Hành vi gửi tín hiệu cảnh báo trên cho thấy ngay ở dạng thần kinh hết sức sơ khai, sứa vẫn có khả năng "học và nhớ". Câu hỏi là liệu não và ý thức có thực sự phải đi cùng nhau hay không? Garm nói thêm: "Sau cùng, chúng tôi sẽ thử tìm kiếm cùng cơ chế (tín hiệu thần kinh) trên ở các động vật khác, để xem thử bộ nhớ giữa các loài làm việc như thế nào".
"Hiểu được những thứ cực kỳ bí ẩn và phức tạp như não bộ thực sự là một điều hết sức tuyệt vời. Nhưng vẫn còn đó những khả năng hữu dụng chưa thể hình dung được. Một trong những vấn đề lớn hoàn toàn không cần phải nghi ngờ của tương lai chính là các dạng mất trí nhớ. Tôi không nói rằng chúng ta đang tìm ra lời giải đáp cho việc mất trí nhớ. Nhưng nếu chúng ta có thể hiểu rõ ràng về bộ nhớ, vốn là trọng tâm của việc mất trí, thì chúng ta có thể tạo ra một bước đệm nữa hiểu tốt hơn căn bệnh và có thể giảm thiểu được chúng", Garm kết luận.
Quảng cáo
