Les méduses apprennent des expériences passées sans cerveau central

MADRID, le 22 septembre (EUROPA PRESS) –

Les méduses peuvent apprendre des expériences passées comme les humains, les souris et les mouches, même sans cerveau central, une première publiée dans la revue “Biologie actuelle”.

Les auteurs de la recherche ont formé des méduses-boîtes – des méduses de forme cubique – des Caraïbes (« Tripedalia cystophora ») pour apprendre à détecter et à éviter les obstacles. L’étude remet en question l’idée selon laquelle l’apprentissage avancé nécessite un cerveau centralisé et met en lumière les racines évolutives de l’apprentissage et de la mémoire.

Ces méduses apparemment simples, de la taille d’un ongle, possèdent un système visuel complexe avec 24 yeux incrustés dans son corps évasé. Ils vivent dans les mangroves et utilisent leur vision pour naviguer dans les eaux troubles et éviter les racines des arbres pour attraper leurs proies.

Les scientifiques ont montré que les gelées pouvaient acquérir la capacité d’éviter les obstacles grâce à l’apprentissage associatif, un processus par lequel les organismes établissent des connexions mentales entre les stimuli sensoriels et les comportements.

“L’apprentissage est la performance maximale du système nerveux”, explique le premier auteur Jan Bielecki de l’Université de Kiel en Allemagne. Pour réussir à enseigner un nouveau tour aux méduses, dit-il, “il est préférable de tirer parti de leurs comportements naturels, ce qui les rend sens pour l’animal, pour qu’il atteigne son plein potentiel.

L’équipe a habillé un réservoir rond de rayures grises et blanches pour simuler l’habitat naturel de la méduse, les rayures grises imitant les racines de mangroves qui apparaîtraient au loin. Ils ont observé les méduses dans l’aquarium pendant 7,5 minutes.

Au début, les méduses nageaient près de ces rayons apparemment lointains et entraient fréquemment en collision avec eux. Mais à la fin de l’expérience, la méduse a augmenté sa distance moyenne au mur d’environ 50 %, quadruplé le nombre de virages réussis pour éviter la collision et réduit de moitié son contact avec le mur. Les résultats suggèrent que les méduses peuvent apprendre de leur expérience grâce à des stimuli visuels et mécaniques.

“Si vous voulez comprendre des structures complexes, il est toujours bon de commencer aussi simplement que possible”, explique Anders Garm, auteur principal de l’étude et professeur à l’Université de Copenhague (Danemark). “En regardant ces systèmes nerveux relativement simples de méduse, “Nous avons de bien meilleures chances de comprendre tous les détails et comment ils s’assemblent pour réaliser des comportements.”

Ensuite, les chercheurs ont tenté d’identifier le processus sous-jacent à l’apprentissage associatif chez les méduses en isolant les centres sensoriels visuels de l’animal, appelés rhopalia. Chacune de ces structures abrite six yeux et génère des signaux de stimulateur cardiaque qui régissent le mouvement pulsé de la méduse, dont la fréquence augmente lorsque l’animal s’écarte des obstacles.

L’équipe a montré le rhopalium stationnaire déplaçant des barres grises pour imiter l’approche de l’animal envers les objets. La structure n’a pas réagi aux barres gris clair, les interprétant comme lointaines. Cependant, après que les chercheurs ont entraîné les rhopalia avec une faible stimulation électrique à l’approche des barres, a commencé à générer des signaux d’évitement d’obstacles en réponse aux barres gris clair.

Ces stimuli électriques imitent les stimuli mécaniques d’une collision. Les résultats ont en outre démontré que la combinaison de stimuli visuels et mécaniques est nécessaire à l’apprentissage associatif chez les méduses et que le rhopalium sert de centre d’apprentissage.

L’équipe prévoit d’approfondir les interactions cellulaires du système nerveux des méduses pour élucider la formation de la mémoire. Ils envisagent également de mieux comprendre comment fonctionne le capteur mécanique de la cloche pour avoir une idée complète de l’apprentissage associatif de l’animal.

“C’est étonnant à quelle vitesse ces animaux apprennent, à peu près au même rythme que les animaux avancés”, explique Garm. “Même le système nerveux le plus simple semble être capable d’un apprentissage avancé, et cela pourrait s’avérer être un mécanisme cellulaire.” inventé à l’aube de l’évolution du système nerveux.