没有大脑的黏菌，具有记忆吗？

黏菌（Slime molds），正如其名，一种黏糊糊的生命体。他们并不完全是真菌，而是单细胞的变形虫的表亲。尽管它们没有大脑和神经系统，它们却能够在迷宫中找到方向，还能记住食物的位置。尼科莱塔·莱妮丝（Nicoletta Lanese）在《生活科学》（Live Science）杂志上报导了一项新的研究，让我们进一步地了解到这些黏黏的东西如何储存记忆，并做到搬运食物之类的事情。

当黏菌处在一个新环境时，它会缓慢延伸出分形的网状卷须来探索周围的环境。根据最近发布在美国国家科学院院刊的研究，黏菌会通过改变其探索用的触须的直径来编码探索到的位置信息。

在培养皿中的粘菌。（来源：Nico Schramma / MPI-DS / TUM）

“之前的研究工作发现，黏菌内部的生物信号可以储存已经发生的事情的信息。”凯琳·阿勒姆（Karen Alim）告诉来自《反转》（Inverse）杂志的记者塔拉·亚拉加达（Tara Yarlagadda），阿勒姆是一位来自慕尼黑工业大学的生物物理学家，也是这项研究的共同作者。“然而，对于黏菌和真菌的研究而言，网络结构可以用来储存记忆的观点是一项全新的概念。”

这项研究的主要发现来源于在显微镜下对一种叫做多头绒泡菌（Physarum polycephalum）的亮黄色黏菌的自然活动的直接观察。研究者发现，当这种黏菌找到食物时，其管道和触须的组成的网络的结构会做出对应的变化——一些部分会变厚，另一些部分会变薄。而且，当黏菌完成进食后，这种形状特征仍然会保持很长时间。

阿勒姆说：“考虑到多头绒泡菌高度动态的网络重组能力，这种印记的维持启发一个了观点，即网络结构本身可以作为过去的记忆。”

- Dasha Plesen -

根据《反转》杂志的报导，研究者测量了黏菌找到食物后的管道直径的变化，并开发了一个模型来模拟这个生物的行为，他们发现黏菌网络中靠近食物的管道会变得更厚，而远离食物的部分会变薄，有时甚至会完全消失。

最终，管道粗细分布的形态特征会变成一个长时间维持的印记，也就是一种初级形式的记忆。根据论文所说，“记忆通过管道直径的层级关系进行存储，尤其是借助粗管道的位置储存的信息会相互层层覆盖。每一个新的刺激都会对已经形成的粗管道进行不同程度的巩固或削弱，从而叠加在已经形成的记忆上。”

- Dasha Plesen -

基于观察，研究者们认为当黏菌探测到食物时，它们会释放一些化学物质以软化周围管道的壁，从而使得它们能够扩张。然而，阿勒姆说，他们的结果没有给出任何能够推测这种化学物质的线索，并表示这将是未来的研究课题。

“这些结果为理解这种远古的生物的行为提供了一块重要的拼图，并同时指向了行为背后的普遍原理。”阿勒姆表示，“我们预想了这项研究在未来可能应用在设计智能材料，以及制造能在复杂环境中导航的软体机器人。”

作者：Alex Fox | 封面：Matt Chinworth

翻译：Benny Cui | 审校：Orange Soda

编辑：Orange Soda

原文：https://www.smithsonianmag.com/smart-news/how-brainless-slime-mold-stores-memories-180977097/