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      單細(xì)胞會學(xué)習(xí)嗎?

      2021-07-23 10:54:06編譯凌寒
      世界科學(xué) 2021年7期
      關(guān)鍵詞:黏菌草履蟲蓋爾

      編譯 凌寒

      草履蟲——一種微觀的、單細(xì)胞的、非寄生性原生動物

      就連比阿特麗斯·蓋爾伯(Beatrice Gelber)自己都覺得,她的工作十分與眾不同。那是1960年10月,蓋爾伯剛剛在亞利桑那州圖森市開設(shè)了一家名為基礎(chǔ)健康研究所的機構(gòu)。蓋爾伯被采訪她的報紙描述為一名“狂熱的心理學(xué)家”,她解釋了幾年前她是如何在一種叫作雙核草履蟲(Paramecium aurelia)的原生動物身上發(fā)現(xiàn)了一種令人意想不到的行為。她聲稱,這種單細(xì)胞生物已經(jīng)顯示出學(xué)習(xí)能力,而這種優(yōu)秀能力通常被認(rèn)為僅限于高等生物,如哺乳動物和鳥類。她告訴《圖森每日公民報》(Tucson Daily Citizen),科學(xué)家同行“剛開始的時候都認(rèn)為我一定是瘋了,但現(xiàn)在他們認(rèn)為我可能確實有兩下子”。

      蓋爾伯起步較晚,她是在三個孩子都長大成人后才開始投身科學(xué)研究的。當(dāng)她還是位于布盧明頓市的印第安納大學(xué)的博士生時,就對草履蟲的復(fù)雜行為產(chǎn)生了興趣,并開始嘗試訓(xùn)練這些長著纖毛的細(xì)胞把刺激和獎勵聯(lián)系起來,就像19世紀(jì)著名的生理學(xué)家巴甫洛夫曾訓(xùn)練狗將蜂鳴器的聲音與美味的小吃聯(lián)系起來一樣。她把一滴含有草履蟲的培養(yǎng)液滴加在顯微鏡載玻片上的一個小池子里,然后在里面插入一根涂有細(xì)菌的金屬絲——從原生動物的角度看,細(xì)菌就是食物——并對她的實驗對象進行觀察,盡管起初草履蟲很膽怯,但它們很快就朝著食物游了過去。經(jīng)過幾次實驗,她發(fā)現(xiàn)只要把電線插入草履蟲培養(yǎng)液中,即便電線上沒有涂細(xì)菌,也能引發(fā)同樣的覓食行為。

      在蓋爾伯看來,實驗證明草履蟲正在學(xué)習(xí)將電線與食物聯(lián)系起來,這一結(jié)論是對科學(xué)家信念的挑戰(zhàn),科學(xué)界一直認(rèn)為只有高度進化的、具有中樞神經(jīng)系統(tǒng)的多細(xì)胞動物才能有這種行為。更重要的是,她的研究結(jié)果表明,至少有一部分學(xué)習(xí)和其他認(rèn)知過程所需的生物機制可能并不存在于動物大腦神經(jīng)元之間的連接中,而是存在于單個細(xì)胞本身。蓋爾伯在1962年的一篇論文中推測說:“編碼新應(yīng)答的生化和細(xì)胞生理過程可能在動物門中是連續(xù)的,因此對于原生動物和哺乳動物來說這些過程可能非常相似?!?/p>

      緊跟在赫伯特·詹寧斯于20世紀(jì)初開展的實驗之后,哈佛醫(yī)學(xué)院的研究人員最近在原生動物帶核喇叭蟲中對一種被稱為行為等級的行為適應(yīng)形式進行了測試。他們每隔幾分鐘就用聚苯乙烯珠脈沖刺激放置于顯微鏡載玻片上的細(xì)胞①。他們發(fā)現(xiàn),正如詹寧斯報告的那樣,帶核喇叭蟲的表現(xiàn)會因先前所發(fā)生的事情而不同。一開始,這些小動物們的反應(yīng)是彎曲身體躲開珠子②,或者拍打自己的纖毛③。但過了一段時間,它們就表現(xiàn)出了更劇烈的反應(yīng)——收縮④,或者干脆游開⑤。研究人員在他們的論文中報告說,這種行為雖然不是一種復(fù)雜的學(xué)習(xí)形式,但表明帶核喇叭蟲正根據(jù)先前的經(jīng)驗來決定要做什么

      她的結(jié)論觸動了科學(xué)界一眾領(lǐng)域的神經(jīng)。雖然部分同仁對她的想法很感興趣,但她的許多批評者認(rèn)為,她的實驗缺失重要的對照組,而對照組可用于排除其他的對她的實驗結(jié)果更簡單的解釋,比如趨向性——有機體對于刺激(如電線或食物)產(chǎn)生的本能反應(yīng)或運動。更過分的是,一些人聲稱,她似乎忽視了我們和它們之間公認(rèn)的區(qū)別?!吧w爾伯隨意地將高等后生動物發(fā)展出來的概念(強化及趨向反應(yīng))和情境(食物呈現(xiàn))應(yīng)用到了原生動物中,”草履蟲研究者唐納德·詹森(Donald Jensen)在1957年時寫道,“我覺得這一應(yīng)用高估了這種生物的感覺和運動能力?!?/p>

      蓋爾伯1991年去世時,她的工作幾乎從人們的視野中消失了;在1980至2020年間的學(xué)術(shù)論文中搜索她的名字,你會發(fā)現(xiàn)那段時間里幾乎沒有人提起過她。但現(xiàn)在,在她開始實驗的70年后,哈佛大學(xué)的一組研究人員認(rèn)為她的想法值得重新被重視。“我認(rèn)為蓋爾伯確實做出了點東西?!惫鸫髮W(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)家山姆·格什曼(Sam Gershman)說。他最近與人合著,在eLife雜志上發(fā)表了一篇蓋爾伯工作的綜述,并指出她的觀點與目前一些研究人員對單個神經(jīng)元信息存儲的看法相似。

      格什曼說,除了最近在單細(xì)胞生物體中進行的一些學(xué)習(xí)實驗之外,還有一些來自多細(xì)胞生物體的證據(jù),表明至少有一些類型的記憶可在細(xì)胞內(nèi)部的變化中被編碼,比如DNA的表觀遺傳修飾或基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的改變。他補充說道,雖然“單細(xì)胞生物可能會進行學(xué)習(xí)”這一觀點“仍然未被部分草履蟲生物學(xué)家接受”,但他希望一種更加開放的態(tài)度可以幫助研究人員確定動物界中復(fù)雜行為產(chǎn)生的一般規(guī)則,并最終更好地理解學(xué)習(xí)和記憶到底是什么。

      單細(xì)胞學(xué)習(xí)的證據(jù)

      關(guān)于單細(xì)胞生物體學(xué)習(xí)能力測試的爭論是一個由來已久的難題,其難點在于如何設(shè)計一個實驗來清晰地區(qū)分對結(jié)果的不同解釋。在蓋爾伯的案例中,這就意味著要證明她實驗中的原生動物是因為把新的刺激和特定獎勵聯(lián)系在了一起而做出了某些行為去適應(yīng)這些新的刺激,而不是因為它們會對來自例如細(xì)菌或電線的化學(xué)或其他信號本能地做出反應(yīng)。格什曼說,蓋爾伯的批評者也做了實驗,他們得出的結(jié)論是蓋爾伯的發(fā)現(xiàn)是不可復(fù)現(xiàn)的,但這些批評者所設(shè)計的實驗也存在這方面的問題。而蓋爾伯確實進行了幾次認(rèn)真的對照實驗,格什曼說這加強了她的結(jié)論的可信度。然而“對她的批評卻如影隨形,因為這更符合人們的傾向”,格什曼說道,人們認(rèn)為單細(xì)胞生物根本不具備學(xué)習(xí)能力。

      對于有興趣尋找多細(xì)胞動物以外的學(xué)習(xí)實例的研究人員來說,這些實驗層面的挑戰(zhàn)仍然存在。哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的系統(tǒng)生物學(xué)家、與格什曼共同撰寫了發(fā)表在eLife雜志上的論文的作者杰里米·古納瓦德納(Jeremy Gunawardena)對這類研究對象十分熟悉。幾年前,他的實驗室就開始從事單細(xì)胞、喇叭狀纖毛動物帶核喇叭蟲的相關(guān)研究工作。

      與格什曼一樣,古納瓦德納說他對于單細(xì)胞生物是如何挑戰(zhàn)科學(xué)家對學(xué)習(xí)和其他復(fù)雜行為的必要條件的理解十分著迷。為了探索這些想法,他的團隊開始著手重復(fù)赫伯特·詹寧斯(Herbert Spencer Jennings)的實驗。詹寧斯是一位動物學(xué)家,在蓋爾伯開始草履蟲研究之前幾十年,詹寧斯就對帶核喇叭蟲進行過研究。詹寧斯使用胭脂紅染料作為刺激物,發(fā)現(xiàn)帶核喇叭蟲在反復(fù)暴露于刺激物時會做出不同的反應(yīng),這表明它們在某種程度上正從過去的經(jīng)驗中學(xué)習(xí)。跟蓋爾伯一樣,他的發(fā)現(xiàn)在20世紀(jì)中期遭到了批評,并被認(rèn)為是不可重復(fù)的——這“真的讓我如鯁在喉”,古納瓦德納說,尤其是因為詹寧斯的主要詆毀者在重復(fù)他的實驗并失敗時,甚至都未使用與詹寧斯實驗中相同種類的喇叭蟲。

      在他們自己的研究中,古納瓦德納和他的同事用一根針給放置在顯微鏡載玻片上的帶核喇叭蟲細(xì)胞投遞聚苯乙烯珠,該團隊發(fā)現(xiàn)這種刺激物能夠比胭脂紅染料更有效地引起細(xì)胞的反應(yīng)。作為回應(yīng),這種原生動物表現(xiàn)出了各種躲避行為,例如彎曲身體避開珠子,卷曲,或完全游開。研究人員發(fā)現(xiàn),正如詹寧斯之前所報道的那樣,這些細(xì)胞似乎表現(xiàn)出了一種行為等級——起初反應(yīng)不那么劇烈,比如輕微彎曲,但對隨后的刺激做出反應(yīng)變?yōu)橛伍_或收縮。研究人員2019年發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)》(Current Biology)雜志上的一篇論文中得出結(jié)論說,雖然這種行為不像在巴甫洛夫的狗等動物身上觀察到的聯(lián)想學(xué)習(xí)那樣復(fù)雜,但研究結(jié)果確實表明帶核喇叭蟲是根據(jù)自身以前的經(jīng)驗調(diào)整了其反應(yīng)??磥?,詹寧斯是對的。

      另一種似乎具有某種基本學(xué)習(xí)能力的單細(xì)胞生物是黏菌多頭絨泡菌。這是一種不尋常的單細(xì)胞生物,它可以包含多個核, 奧黛麗·杜蘇圖爾(Audrey Dussutour)解釋道。她是圖盧茲大學(xué)和法國國家科學(xué)研究中心(CNRS)的一名生物學(xué)家。她在2017年出版的著作《變形怪體》(Le Blob)中,將多頭絨泡菌定位為一種用以解釋“非神經(jīng)生物”復(fù)雜行為的模型。幾年前,她的團隊發(fā)現(xiàn),這種黏菌顯示出一種叫作習(xí)慣化的非聯(lián)想性學(xué)習(xí)類型,在這種學(xué)習(xí)類型中,生物體逐漸習(xí)慣于某種特定的刺激,并不再對其做出反應(yīng)。一個多細(xì)胞生物中的例子就是,當(dāng)一只老鼠在被突然的巨響驚嚇后,聽到同樣聲音的次數(shù)越多,它對這種聲音的反應(yīng)就越少。

      杜蘇圖爾的研究小組發(fā)現(xiàn),如果把奎寧和咖啡因這兩種黏菌通常避之不及的化合物放在一個能讓黏菌獲得食物的橋上,那么多頭絨泡菌則會對這兩種化合物表現(xiàn)出習(xí)慣化。杜蘇圖爾說,剛一開始黏菌在涂有化合物的橋上摸索著通過需要花費很長時間,但一旦開始這樣做了,那么它們似乎就不再在意這些先前避之不及的刺激物。她補充說道,與多細(xì)胞動物的習(xí)慣化觀察相一致的是,如果黏菌在幾天內(nèi)沒有再接觸過這些化合物,它們就會“恢復(fù)”對這些化合物的厭惡。該團隊進行了仔細(xì)的對照實驗,以證明這種習(xí)慣化是針對特定化合物的,而不僅僅是感官超負(fù)荷引起的疲勞反應(yīng)。

      法國國家科學(xué)研究中心研究人員的實驗表明,通過伸展身體的邊緣進行移動的單細(xì)胞黏菌多頭絨泡菌展示了一種簡單的非聯(lián)想性學(xué)習(xí)形式,稱為習(xí)慣化。將黏菌養(yǎng)在培養(yǎng)皿中,該培養(yǎng)皿由橋連接到一盤食物。通常情況下,黏菌會沿著橋生長①。將普通的橋換成涂有黏菌通常會躲避開的物質(zhì)(例如奎寧)的橋,可大大減少黏菌在橋上的移動②。然而,黏菌經(jīng)過幾天對涂有奎寧的橋的熟悉之后,黏菌就習(xí)慣了,并會像平常一樣在橋上生長③。這種行為的變化不是永久性的——如果黏菌再次遇到普通的橋④,它似乎就忘記了自己的習(xí)慣,然后在遇到另一個涂有奎寧的橋時表現(xiàn)出同樣的厭惡行為⑤

      杜蘇圖爾說,這些研究和其他一些關(guān)于這一爭議話題的研究證明了關(guān)于非神經(jīng)認(rèn)知方面的討論正在發(fā)生變化。“十年前,你在eLife雜志和《當(dāng)代生物學(xué)》上是看不到關(guān)于單細(xì)胞生物體學(xué)習(xí)方面的論文的?!彼f,“我真的認(rèn)為人們對此越來越感興趣了?!备袷猜硎?,他希望將來會有更多的相關(guān)研究,并補充說他的實驗室已經(jīng)設(shè)計了自己的草履蟲實驗。

      纖毛蟲和黏菌的非聯(lián)想性學(xué)習(xí)

      不過,并不是所有人都相信這里有值得一觀的東西。一些生物學(xué)家繼續(xù)將原生動物視為“刺激反應(yīng)裝置,它們似乎能夠進行復(fù)雜的行為,但實際上這些行為存在簡單的機制解釋,”格什曼說,“這是一個多世紀(jì)以來的研究項目?!?/p>

      茱蒂絲·范霍滕(Judith Van Houten)是佛蒙特大學(xué)的生物學(xué)家兼草履蟲研究專家,最近她寫信給格什曼及其同事解釋說,她發(fā)現(xiàn)蓋爾伯的實驗是有缺陷的,并且關(guān)于聯(lián)想學(xué)習(xí)的說法與科學(xué)上對于這種原生動物的理解是矛盾的。她拒絕為本文接受采訪,但在給《科學(xué)家》(The Scientist)雜志的一封電子郵件中寫道,“所有關(guān)于草履蟲的行為研究都必須建立在對它們生理機能已有的理解基礎(chǔ)上,而這些理解是建立在全球范圍內(nèi)長期、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯炕A(chǔ)上的”。

      對細(xì)胞內(nèi)記憶機制的研究

      學(xué)習(xí)通常需要某種形式的對環(huán)境信息的存儲,所以格什曼等研究人員希望通過對單個細(xì)胞形成記憶的可能性機制的探索來推進對話,無論是在水坑里游弋的單細(xì)胞生物,還是多細(xì)胞動物體內(nèi)的單個細(xì)胞。古納瓦德納說,把這兩種研究對象歸為一類并不像聽起來那么奇怪?!昂芏鄼C制都是相通的”。

      例如,他指出,草履蟲對特定刺激發(fā)生應(yīng)答時會產(chǎn)生鈣基動作電位,并展示出GABA受體——這是一種在多細(xì)胞動物中得到了充分研究的神經(jīng)遞質(zhì),因此在科學(xué)文獻中經(jīng)常被稱為“游泳神經(jīng)元”?!拔艺J(rèn)為,如果我們能在單細(xì)胞生物中發(fā)現(xiàn)這些機制,那么這些機制可能也適用于多細(xì)胞生物。”古納瓦德納補充說道。他的實驗室也計劃在分離出的哺乳動物細(xì)胞中進行行為適應(yīng)和習(xí)慣化的實驗。

      古納瓦德納和其他研究者所追求的通用細(xì)胞內(nèi)信息存儲的一種候選物是核糖核酸(RNA),RNA的產(chǎn)生和修飾貫穿于生物體的整個生命周期中。到目前為止,這個想法的探索主要是在簡單的多細(xì)胞生物而不是單細(xì)胞生物中,這一想法起源于20世紀(jì)60年代,當(dāng)時的生物學(xué)家詹姆斯·麥康奈爾(James McConnell)聲稱,他可以將一個個體的RNA分子注入另一個個體中,從而在扁形蟲之間轉(zhuǎn)移記憶。這項研究再次被科學(xué)界中的大多數(shù)人認(rèn)為是不可重復(fù)的,它很快就從主流科學(xué)話語中消失了。

      普林斯頓大學(xué)的科琳·墨菲(Coleen Murphy)的研究小組是目前正在重新審視這一概念的實驗室之一。墨菲和她的同事們研究了秀麗隱桿線蟲,這種線蟲在接觸到危險細(xì)菌后,能夠?qū)W會避開環(huán)境中的危險細(xì)菌。在2020年年底發(fā)表在bioRxiv上的一篇預(yù)印本中,該團隊報告說,一種從未遇到某種特定細(xì)菌的蠕蟲,在接觸到接觸過該特定細(xì)菌的蠕蟲碎片后,仍然可以學(xué)會避開這種細(xì)菌。研究人員發(fā)現(xiàn)這些似乎包含有RNA的微小顆?!M管沒有足夠的基因物質(zhì)來測序——對這種轉(zhuǎn)移至關(guān)重要。

      另一個由加州大學(xué)洛杉磯分校的大衛(wèi)·格蘭茲曼(David Glanzman)領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在幾年前報告了證據(jù),表明在加州海兔(Aplysia californica,一種海蝸牛)身上,RNA似乎至少攜帶著某些類型的記憶。在一組實驗中,該團隊從經(jīng)歷過電擊的海蝸牛的神經(jīng)細(xì)胞中提取出RNA,并將該RNA注射到?jīng)]有經(jīng)歷過電擊的海蝸牛中。與注射了未經(jīng)過電擊的海蝸牛的RNA的海蝸牛相比,注射了經(jīng)歷過電擊的海蝸牛RNA的海蝸牛在接受注射后,與它們的贈體一樣,表現(xiàn)得更謹(jǐn)慎,在被研究人員拍打后表現(xiàn)出更長時間的畏縮行為。此外,用電擊過的海蝸牛的RNA處理過的培養(yǎng)的海蝸牛神經(jīng)細(xì)胞比用未電擊過的海蝸牛的RNA處理過的細(xì)胞更容易被電流刺激到。

      秀麗隱桿線蟲

      格蘭茲曼和他的同事們推測,提取出的RNA可能是通過誘導(dǎo)受體海蝸牛神經(jīng)元的DNA發(fā)生表觀遺傳性變化,隨后改變了動物的行為,從而在生物體之間轉(zhuǎn)移記憶。當(dāng)時他向《科學(xué)家》雜志承認(rèn)他這一想法“很有可能因為過于不可思議而震驚到絕大部分同行”。格什曼指出,目前已有少量研究表明脊椎動物在各種學(xué)習(xí)任務(wù)中DNA甲基化或組蛋白修飾的模式會發(fā)生變化,盡管神經(jīng)科學(xué)家通常認(rèn)為這些表觀遺傳學(xué)變化在記憶的形成過程中起到的是輔助作用,而并非存儲了這些記憶,他補充說道。

      杜蘇圖爾說,她的團隊希望將這些想法應(yīng)用于單細(xì)胞生物的研究,目前正在與分子生物學(xué)家合作,看看基于RNA的機制是否有可能是黏菌習(xí)慣化的基礎(chǔ)。其他研究人員仍在就不同細(xì)胞機制的物理修飾如何為單細(xì)胞記憶的形成提供機會繼續(xù)提出假設(shè)。格什曼說,可能的機制包括細(xì)胞骨架的改變和細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的酶磷酸化和去磷酸化的循環(huán)。就在今年,德國的研究人員報告稱多頭絨泡菌可能利用自身的細(xì)胞形態(tài)來存儲之前在哪里找到過食物的信息。

      然而,已提出的另一種單細(xì)胞學(xué)習(xí)機制完全繞過了對細(xì)胞成分進行物理修飾的需要。再生和發(fā)育生物學(xué)家邁克爾·勒文(Michael Levin)說,雖然這些修飾就像是“硬件的改變”,但也可能存在“軟件的改變”。他在塔夫斯大學(xué)的研究小組一直在研究單個細(xì)胞中控制基因表達的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。在今年早些時候發(fā)表的計算研究中,勒文和同事們探討了這些網(wǎng)絡(luò)是如何在不需要進行基礎(chǔ)物理改變的情況下轉(zhuǎn)變其對特定刺激或輸入的應(yīng)答——就像計算機是如何在不需要從物理層面改變其硬件的情況下將一些信息鍵入其文字處理器。

      尾草履蟲

      在這種網(wǎng)絡(luò)的最簡單版本中,我們認(rèn)為基因是通過與其他基因的相互作用或外部環(huán)境的刺激而激活或失活的。記憶的產(chǎn)生是因為網(wǎng)絡(luò)中基因的當(dāng)前狀態(tài)依賴于迄今為止發(fā)生的所有交互作用和輸入。在該團隊已經(jīng)研究過的某些情況下,這意味著網(wǎng)絡(luò)可以通過訓(xùn)練來學(xué)習(xí)特定的聯(lián)想,并使其未來的行為更為適合,“并不是因為我們改變了基因A和基因B之間的聯(lián)系……簡單地說,某些經(jīng)歷會通過改變系統(tǒng)對未來刺激的反應(yīng)來改變系統(tǒng)的整體穩(wěn)定狀態(tài)?!崩瘴恼f道,“這是一件人們非常急于知道的事情?!?/p>

      對于一些神經(jīng)科學(xué)家來說,這些或其他細(xì)胞內(nèi)信息存儲機制甚至可以為人類記憶和學(xué)習(xí)的工作原理更傳統(tǒng)的多細(xì)胞理論提供替代理論或至少是一種理論上的補充。格什曼說:“多年來,人們一直抱怨我們目前對大腦記憶的理解方式不夠充分?!敝鲗?dǎo)思想,即突觸可塑性理論,認(rèn)為記憶儲存在神經(jīng)元之間的連接中,而學(xué)習(xí)即產(chǎn)生于這些連接的相對強度的變化。

      但它受到了許多科學(xué)家的批評,包括羅格斯大學(xué)名譽教授、eLife論文的合著者蘭迪·加利斯特爾(Randy Gallistel),以及加州大學(xué)洛杉磯分校的格蘭茲曼,因為它未能充分解釋現(xiàn)實生活中的數(shù)據(jù)。格什曼說,雖然目前還不清楚新提出的細(xì)胞內(nèi)機制是否會填補這個空缺,但這些理論正在挑戰(zhàn)研究人員對傳統(tǒng)認(rèn)知理論的重新思考。

      超越思想體系

      盡管接受《科學(xué)家》雜志采訪的研究人員表示,他們認(rèn)為對單細(xì)胞生物和多細(xì)胞生物的研究有重疊是有價值的,但他們承認(rèn),關(guān)于學(xué)習(xí)和其他認(rèn)知過程的界限的爭議還遠(yuǎn)未解決。例如,杜蘇圖爾認(rèn)為,如果研究人員沒有借用傳統(tǒng)動物行為研究的術(shù)語來表述他們在單細(xì)胞研究中的發(fā)現(xiàn),那么他們討論單細(xì)胞研究中的發(fā)現(xiàn)時爭議可能會小一些,這可能意味著兩者的等價性還有待證明?!拔蚁搿藗冎詴械骄趩适且驗槲覀儼阉凶鲗W(xué)習(xí),”她談到自己和其他人對單細(xì)胞生物的研究時說,“當(dāng)人們談?wù)摰接嘘P(guān)植物的神經(jīng)生物學(xué)時,也面臨同樣的情況?!彼傅氖菄@植物是否能顯示出類似動物的認(rèn)知能力而不時出現(xiàn)的激烈辯論。她說,她很樂意把自己在黏菌中觀察到的東西稱為“適應(yīng)”,而不是“學(xué)習(xí)”。她又補充說道,對她來說,與其試圖把特定的行為歸為這一類或那一類,“研究它們?yōu)槭裁磿菢幼霾攀歉腥さ摹薄?/p>

      然而,勒文則辯稱,正是對通用概念的使用才有助于研究人員識別和討論可能會被忽略的相似之處。他提出,一個人可以說“這叫記憶,也叫存憶”,這就滿足了那些希望獨立于傳統(tǒng)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的人。但這樣做,“你就失去了一個獲得科學(xué)上最強大工具的機會,那就是一致性?!彼a充說,隨著研究人員現(xiàn)在正在有生命介質(zhì)和非生命介質(zhì)中構(gòu)建人工智能系統(tǒng),單細(xì)胞已經(jīng)不再算是學(xué)習(xí)方面最奇怪的例子。“最重要的是,這些都是廣泛存在于各種系統(tǒng)中的一種基本能力的實例——根據(jù)你過去的經(jīng)驗改變你未來行為的能力?!?/p>

      蓋爾伯本人可能會贊同這種整體觀點,她在幾篇論文中都討論過草履蟲的研究如何為生物的信息存儲和行為提供一般的見解。格什曼說,在他和他的同事開始在Twitter上詢問關(guān)于蓋爾伯的事情后,維基百科上就新增了有關(guān)蓋爾伯生活和工作的內(nèi)容。他告訴《科學(xué)家》雜志,無論人們對蓋爾伯的實驗有過什么疑慮,她的想法從未被人真正重視過,這讓他感到十分遺憾。重新審視她被遺忘了的研究,“讓我敏銳地意識到了科學(xué)中的社會學(xué),以及事物可能被過早否決的方式,”他說道,“研究范式可能會導(dǎo)致狹隘的視野的產(chǎn)生,我們最終會以一種思考某些現(xiàn)象的特定方式積累信息,然后最終會使所有研究替代方案的努力受到阻礙?!?/p>

      資料來源 The Scientist

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      黏菌一點不簡單
      華夏地理(2019年2期)2019-07-24 10:05:57
      談一談草履蟲
      關(guān)于草履蟲采集與培養(yǎng)方法探討
      迷霧中的蓋爾瑪
      暴力之旅——伊恩·麥克蓋爾訪談錄
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