慕尼黑工业大学的Karen Alim教授
储存并恢复信息的能力能够帮助生物寻找食物，躲避不利环境。一般来讲，有神经系统的生物体才有这种记忆能力。
近日，德国马克斯-普朗克动力学和自组织研究所（MPI-DS）以及慕尼黑工业大学（TUM）的研究人员揭露了没有神经系统的多头绒泡菌是如何储存记忆的。相关论文将于3月9日发表于《美国国家科学院院刊》。
几十年来，多头绒泡菌一直困扰着研究人员。这种生物位于动物、植物和真菌王国的交叉路口，它的身体是一个巨大的单细胞，由相互连接的管道构成的复杂网络组成。其细胞可以伸展至几厘米甚至几米，是吉尼斯世界纪录中的地球最大细胞。
多头绒泡菌在解决复杂问题（比如在迷宫中找到最短路径）方面的惊人能力，为它赢得了“智能”属性。多头绒泡菌的管状网络在不断经历快速重组，但它却缺乏一个组织中心。那在没有中枢神经系统的情况下，多头绒泡菌是如何做出明智决定的呢？
为了解决这个问题，MPI-DS 的Mirna Kramar和TUM的Karen Alim教授跟踪了多头绒泡菌的迁移和进食过程。结果表明，在它们进食后很长一段时间内，其网状结构（由粗管和细管构成）上都能观察到明显的食物来源印记。也就是说，多头绒泡菌能将进食记忆直接编码到网状结构中。
为了探索印记形成的背后机制，研究人员将对网状结构适应性的观察与理论建模结合。结果表明，接触食物会触发多头绒泡菌释放一种化学物质，这种化学物质会从食物所在的位置向整个生物体中传播，并软化网络中的管道，使整个生物体重新定向，向食物迁移。
论文第一作者Mirna Kramar说：“网络管道逐渐软化的地方，正是先前食物留下的印记开始发挥作用的地方，也是信息存储之处。过去的进食事件通过管道的直径分级，特别是粗细管道的排列方式被记录下来。”
Mirna Kramar补充：“对于现在运输的软化化学物质而言，网络中的粗管充当了交通网络中的高速公路，使整个有机体能够快速运输化学物质。因此，网络结构中储存的早期经历会影响未来迁移方向的决定。”
多头绒泡菌形成记忆的能力十分有趣。“它依赖的机制如此简单，但操控的方式又如此复杂。这项研究为理解这种古老生物的行为提供了重要线索，同时也明确了这些行为背后的普遍原则。将来，它将帮助科学家们设计智能材料，以及制造在复杂环境中导航的软机器人。”Karen Alim总结道。
原创编译：花花 审稿：西莫 责编：陈之涵
期刊来源：《美国国家科学院院刊》
期刊编号：0027-8424
原文链接：https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-02/tuom-amw022321.php
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