近日，德國馬克斯-普朗克動力學和自組織研究所（MPI-DS）以及慕尼黑工業大學（TUM）的研究人員揭露了沒有神經系統的多頭絨泡菌是如何儲存記憶的。相關論文將於3月9日發表於《美國國家科學院院刊》。
幾十年來，多頭絨泡菌一直困擾著研究人員。這種生物位於動物、植物和真菌王國的交叉路口，它的身體是一個巨大的單細胞，由相互連接的管道構成的複雜網絡組成。其細胞可以伸展至幾厘米甚至幾米，是金氏世界紀錄中的地球最大細胞。
多頭絨泡菌在解決複雜問題（比如在迷宮中找到最短路徑）方面的驚人能力，為它贏得了「智能」屬性。多頭絨泡菌的管狀網絡在不斷經歷快速重組，但它卻缺乏一個組織中心。那在沒有中樞神經系統的情況下，多頭絨泡菌是如何做出明智決定的呢？
為了解決這個問題，MPI-DS 的Mirna Kramar和TUM的Karen Alim教授跟蹤了多頭絨泡菌的遷移和進食過程。結果表明，在它們進食後很長一段時間內，其網狀結構（由粗管和細管構成）上都能觀察到明顯的食物來源印記。也就是說，多頭絨泡菌能將進食記憶直接編碼到網狀結構中。
為了探索印記形成的背後機制，研究人員將對網狀結構適應性的觀察與理論建模結合。結果表明，接觸食物會觸發多頭絨泡菌釋放一種化學物質，這種化學物質會從食物所在的位置向整個生物體中傳播，並軟化網絡中的管道，使整個生物體重新定向，向食物遷移。論文第一作者Mirna Kramar說：「網絡管道逐漸軟化的地方，正是先前食物留下的印記開始發揮作用的地方，也是信息存儲之處。過去的進食事件通過管道的直徑分級，特別是粗細管道的排列方式被記錄下來。」
Mirna Kramar補充：「對於現在運輸的軟化化學物質而言，網絡中的粗管充當了交通網絡中的高速公路，使整個有機體能夠快速運輸化學物質。因此，網絡結構中儲存的早期經歷會影響未來遷移方向的決定。」
多頭絨泡菌形成記憶的能力十分有趣。「它依賴的機制如此簡單，但操控的方式又如此複雜。這項研究為理解這種古老生物的行為提供了重要線索，同時也明確了這些行為背後的普遍原則。將來，它將幫助科學家們設計智能材料，以及製造在複雜環境中導航的軟機器人。」Karen Alim總結道。
