حافظه بیوه سیاه را دست کم نگیرید! - مجله جگوار

کلینت سرگی (Clint Sergi)، پژوهشگر حوزه زیست شناسی هنگام کار کردن روی پروژه مقطع دکتری خود در دانشگاه ویسکانسین در میلواکی (UWM)، وقت خود را صرف طراحی چالش های کوچکی برای عنکبوت ها کرد که اغلب شامل پاداش دادن به آن ها با جیرجیرک های مرده یا گیج کردن آن ها با دزدیدن جیرجیرک ها بود. سرگی گفت: پرسش بزرگی که انگیزه کار را ایجاد کرد، این بود که بدانیم در فکر حیوانات چه می گذرد.

زیست شناسان از پیش می دانستند که مغز عنکبوت شبیه به مغز انسان نیست. دنیای حسی آنها، برای زندگی در تار ها و گوشه های تاریک طراحی شده است. سرگی ادامه داد: این عنکبوت ها تقریبا هیچ دیدی ندارند. آن ها چشم دارند، اما چشمان آن ها بیشتر برای احساس کردن نور و حرکت خوب هستند. در عوض، ادراک یک عنکبوت موسوم به بیوه سیاه (black widow) عمدتا از ارتعاشات ناشی می گردد که فرآیندی شبیه به شنیدن است. پا های این عنکبوت شبیه به گوش هایی هستند که ارتعاشات را به وسیله شبکه تار عنکبوت دریافت می نمایند.

از نظر شناخت، زیست شناسان می دانند که این عنکبوت ها زمان شکار کردن را به یاد می آورند. برخی از دانشمندان از جمله سرگی معتقدند که آن ها حتی یک بازنمایی فکری را در خصوص تار های خود تشکیل می دهند. با وجود این، اطلاعات زیادی در خصوص جزئیات خاطرات آن ها یا تأثیر رویداد های گذشته بر تصمیمات آینده آن ها وجود ندارد. بنابراین، سرگی و مشاور او رافا رودریگز (Rafa Rodríguez) که متخصص شناخت عنکبوت است، تصمیم گرفتند حافظه بیوه سیاه را آزمایش نمایند. همان طور که ممکن است حدس بزنید، سرگی به عنکبوت ها جیرجیرک های مرده را ارائه می داد و سپس، جیرجیرک ها را می دزدید.

نتیجه این پژوهش نشان می دهد که بیوه های سیاه، حافظه بهتری نسبت به آنچه تصور می شد، دارند. هنگامی که طعمه عنکبوت ها از بین می رود، آن ها به طور مکرر آن را در مکان مناسب جستجو می نمایند. در برخی موارد به نظر می رسد که آن ها میزان طعمه را به یاد می آورند. سرگی گفت: آن ها فقط به یک محرک خاص با استفاده از الگو های رفتاری معین واکنش نشان نمی دهند، بلکه توانایی تصمیم گیری را دارند.

این موضوع یادآوری می نماید که محاسبات شناختی پیچیده ای در قلمرو حیوانات وجود دارند. سیستم های ناوبری داخلی هم در مغز های بزرگ و هم در مغز های کوچک، از جمله مغز هایی که به ورودی های حسی بسیار متفاوتی وابسته هستند، ظاهر می شوند.

اندرو گوردوس (Andrew Gordus)، متخصص علوم اعصاب رفتاری دانشگاه جانز هاپکینز (JHU) که در این پژوهش نقشی نداشت، گفت: این نشان می دهد که بندپایان می توانند خاطرات پیچیده ای را که اغلب با مهره داران مرتبط می دانیم، رمزگذاری نمایند. بی مهرگان، بسیار پیچیده تر از آن چیزی هستند که ما تصور می کنیم.

نتایج سرگی، اطلاعاتی را به شواهد فزاینده ای اضافه می نمایند که نشان می دهند حشرات و عنکبوت ها خاطرات مفصلی را شکل می دهند و براساس آن ها عمل می نمایند. این مشابه روشی است که انسان ها انجام می دهند، اما در آن از سیستم های بسیار متفاوتی استفاده می نمایند. ما جهت یابی را با سلول های مکانی در هیپوکامپ انجام می دهیم که بندپایان فاقد آن هستند. با وجود این، گوردوس گفت: عنکبوت ها منطقه ها مغزی دارند که برای انجام دادن همان عملکرد تکامل یافته اند.

سیستم عصبی مرکزی ما شامل یک نخاع و یک مغز است. عنکبوت ها دو دسته نورون به نام گانگلیون (Ganglion) دارند که یکی در بالای مری و دیگری در زیر آن است. ورودی حیاتی مغز، از هزاران حسگر در امتداد اسکلت بیرونی عنکبوت می آید که slit sensilla نام دارند. هر کدام از این حسگر ها مانند یک شکاف کوچک به نظر می رسند که با عبور ارتعاشات از بدن عنکبوت، تغییر شکل می دهند.

برخی شواهد نشان می دهند که بیوه سیاه می تواند با تغییر دادن شرایط خود در فرکانس های مختلف تنظیم گردد. عنکبوت ها به قدری برای احساس کردن ارتعاشات، تنظیمات دارند که حتی بحثی در خصوص این موضوع وجود دارد که آیا تار عنکبوت بخشی از مغز آن ها است یا خیر.

در مقایسه با توده غول پیکر ماده خاکستری مغز بشر، ممکن است این سیستم کاملا متفاوتی برای پردازش خاطرات به نظر برسد، اما برای سرگی، ظاهر مغز یک حیوان کم ارزش تر از رفتار هایی است که ایجاد می نماید. به عنوان مثال، پرندگان به عنوان یک طبقه زیستی، ساختار مغزی مشترکی دارند. با وجود این، برخی از آن ها در برخی از کار های شناختی فزونی دارند که دیگران آن را ندارند. کلاغ ها می شمارند و از صفر استفاده می نمایند. طوطی های کاکلی معما های منطقی را حل می نمایند. جیجاق های آبی در تابستان و پاییز غذا را پنهان می نمایند و به یاد دارند که در زمستان کجا آن را پیدا نمایند. حتی در میان پستانداران که طبقه دیگری با شباهت در ساختار مغزی هستند، برخی از حیوانات در مکان یابی غذا های ذخیره شده بهتر از دیگران عمل می نمایند. سنجاب ها در این کار عالی هستند.

سرگی گفت: آن ها مغز پستانداران استاندارد را دارند، اما در به یاد آوردن جایی که غذا را ذخیره نموده اند، بسیار بهتر از انسان ها هستند. با وجود این، شما لزوما با نگاه کردن به آناتومی مغز یا تماشای کار هایی که آن ها طی فرآیند ام آرآی انجام می دهند، متوجه این موضوع نمی شوید.

برخی از متخصصان عنکبوت فکر می نمایند که بندپایان به علت تعصب، نسبت به حیوانات بزرگ مغز دست کم گرفته شده اند. فیونا کراس (Fiona Cross)، متخصص شناخت عنکبوت در دانشگاه کانتربری (University of Canterbury) که در این پژوهش شرکت نداشت، گفت: پیش زمینه ای که داشتم، ابتدا باعث شد فکر کنم که فقط حیواناتی با مغز بزرگ می توانند کار های جالب را انجام دهند. این پیشنهاد که می توانید شناخت عنکبوت را در نظر بگیرید، مدت ها فقط به عنوان یک شوخی تلقی می شد.

سال گذشته، سرگی شواهدی را منتشر کرد مبنی بر این که بیوه های سیاه قادر به ادغام مسیر هستند؛ به این معنی که می توانند فاصله و جهت عقب نشینی خود و بعلاوه، گوشه ای از تار عنکبوت را که در آن استراحت می نمایند و غذا می خورند، به خاطر بیاورند. سرگی متوجه شد که بیوه های سیاه می توانند بدون این که مراحل را دوباره دنبال نمایند، در تار عنکبوت حرکت نمایند و حتی میانبر ها را انتخاب نمایند. این بار، سرگی می خواست ببیند آیا بیوه های سیاه تحت نظر او می توانند شکار را در تار عنکبوت جست وجو نمایند یا خیر.

آزمایش گروه سرگی، با جعبه های پلاستیکی خالی شروع شد که هر کدام حدود یک فوت عرض و عمق و چهار اینچ ارتفاع داشتند. سرگی به یک بیوه سیاه اجازه داد تا به مدت یک هفته تار خود را بسازد.

هنگامی که تار عنکبوت آماده شد، سرگی یک جیرجیرک مرده را در آن قرار داد. بیوه های سیاه به طعمه نزدیک شدند و آن را لمس کردند. سپس، آن را بین تار ها پیچیدند، اما این بار، سرگی پیش از این که عنکبوت ها فرصت پیدا نمایند، طعمه را دزدید.

هنگامی که بیوه های سیاه به جستجوی طعمه های خود رفتند، گروه سرگی به محاسبه دفعات جستجوی هر عنکبوت پرداختند. سرگی گفت: هر جستجوی تازه، تصمیم عنکبوت برای ادامه جستجو است.

سرگی و گروهش از این مشاهدات، دو نتیجه گرفتند. 1. عنکبوت ها قسمتی از تار را که جیرجیرک در آن قرار داشته است، جستجو کردند که خاطره ای از محل شکار را نشان می داد. 2. هنگامی که سرگی طعمه را دزدید، عنکبوت ها بیشتر در پی طعمه هایی بودند که نسبت به خودشان بزرگتر بود. این نتیجه برای سرگی، نشانگر این موضوع است که عنکبوت ها اغلب نسبت به طعمه ای واکنش بیشتری نشان می دهند که غذای مطمئن تری است.

گوردوس گفت: شواهد نشان می دهند که بیوه های سیاه به روشی عمدی در حال جستجو هستند. مردم اغلب بی مهرگان را ارگانیسم هایی بسیار انعکاسی تصور می نمایند که خروجی آن ها تابعی از ورودی است؛ در حالی که ما خاطرات پیچیده تری داریم، اما معلوم شد که بندپایان نیز قادر به انجام دادن محاسبات شناختی بسیار پیچیده هستند که اگر به آن فکر کنید، خیلی تعجب آور نیست. آن ها در محیط حرکت می نمایند و می توانند بفهمند که در چه مکان و چه زمانی هستند. این یک توانایی بسیار ارزشمند برای تکامل است.

کراس گفت: در پژوهش های آینده ممکن است با آزمایش این موضوع که عنکبوت ها چقدر می توانند این حافظه را در خصوص طعمه حفظ نمایند، نکات جالبی را یاد بگیریم. ما باید درک کنیم که مغز ها قادر به انجام دادن چه کاری هستند. عنکبوت هایی که من با آن ها کار می کنم، مغز هایی دارند که روی سر سوزن قرار می گیرند. با وجود این، این رفتار قابل توجه را می بینیم که مرا کاملا شیفته خود می نماید.

خبرنگاران علمی پزشکی فناوری