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Mesmo sem um cérebro central, as águas-vivas podem aprender com experiências passadas, como humanos, ratos e moscas, relataram cientistas pela primeira vez em 22 de setembro na revista. Biologia Atual. Eles treinaram águas-vivas caribenhas (Imagem: Divulgação)Tripedalia Cystophora) para aprender a detectar e desviar de obstáculos. O estudo desafia noções anteriores de que a aprendizagem avançada requer um cérebro centralizado e lança luz sobre as raízes evolutivas da aprendizagem e da memória.
Não maiores que uma unha, essas geleias aparentemente simples têm um sistema visual complexo com 24 olhos embutidos em seu corpo em forma de sino. Vivendo em manguezais, o animal usa sua visão para navegar em águas turvas e desviar das raízes das árvores subaquáticas para capturar presas. Os cientistas demonstraram que as geleias poderiam adquirir a capacidade de evitar obstáculos através da aprendizagem associativa, um processo através do qual os organismos formam conexões mentais entre estímulos sensoriais e comportamentos.
“A aprendizagem é o desempenho máximo para o sistema nervoso”, diz o primeiro autor Jan Bielecki, da Universidade de Kiel, Alemanha. Para ensinar um novo truque às águas-vivas com sucesso, ele diz que “é melhor aproveitar seus comportamentos naturais, algo que faça sentido para o animal, para que ele atinja todo o seu potencial”.
A equipe vestiu um tanque redondo com listras cinza e brancas para simular o habitat natural da água-viva, com listras cinzas imitando raízes de mangue que pareceriam distantes. Eles observaram a água-viva no tanque por 7,5 minutos. Inicialmente, a geleia nadava perto dessas listras aparentemente distantes e esbarrava nelas com frequência. Mas, no final da experiência, a geleia aumentou a sua distância média até à parede em cerca de 50%, quadruplicou o número de pivôs bem sucedidos para evitar a colisão e cortou o seu contacto com a parede para metade. As descobertas sugerem que as águas-vivas podem aprender com a experiência através de estímulos visuais e mecânicos.
“Se você deseja compreender estruturas complexas, é sempre bom começar da forma mais simples possível”, diz o autor sênior Anders Garm, da Universidade de Copenhague, na Dinamarca. “Olhando para esses sistemas nervosos relativamente simples nas águas-vivas, temos uma chance muito maior de compreender todos os detalhes e como eles se unem para realizar comportamentos”.
Os investigadores procuraram então identificar o processo subjacente à aprendizagem associativa das medusas, isolando os centros sensoriais visuais do animal, chamados rhopalia. Cada uma dessas estruturas abriga seis olhos e gera sinais de marca-passo que controlam o movimento pulsante da água-viva, cuja frequência aumenta quando o animal desvia dos obstáculos.
A equipe mostrou o rópálio estacionário movendo barras cinzas para imitar a abordagem do animal aos objetos. A estrutura não respondeu às barras cinza claro, interpretando-as como distantes. No entanto, depois que os pesquisadores treinaram o rópalio com estimulação elétrica fraca quando as barras se aproximavam, ele começou a gerar sinais de esquiva de obstáculos em resposta às barras cinza-claras. Essas estimulações elétricas imitavam os estímulos mecânicos de uma colisão. As descobertas mostraram ainda que a combinação de estímulos visuais e mecânicos é necessária para a aprendizagem associativa em águas-vivas e que o rópálio serve como centro de aprendizagem.
Em seguida, a equipe planeja mergulhar mais fundo nas interações celulares do sistema nervoso das águas-vivas para desvendar a formação da memória. Eles também planejam entender melhor como funciona o sensor mecânico do sino para traçar um quadro completo do aprendizado associativo do animal.
“É surpreendente a rapidez com que estes animais aprendem; é quase o mesmo ritmo que os animais avançados estão a fazer”, diz Garm. “Mesmo o sistema nervoso mais simples parece ser capaz de realizar um aprendizado avançado, e isso pode acabar sendo um mecanismo celular extremamente fundamental, inventado no início da evolução do sistema nervoso.”
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