Ce blob gluant et sans cervelle peut stocker des souvenirs

Une moisissure visqueuse jaune fluo peut stocker des souvenirs, même si elle n’a pas de système nerveux. Maintenant, les scientifiques ont trouvé un nouvel indice sur la façon dont la goutte sans cervelle gère cet exploit impressionnant.

L’organisme unicellulaire, connu sous le nom de Physarum polycephalum, appartient au groupe taxonomique Amoebozoa, le même groupe que amibes, 45Secondes.fr précédemment rapporté. Les taches peuvent exister sous la forme d’une minuscule cellule avec un noyau, le centre de contrôle de la cellule, ou plusieurs cellules peuvent fusionner pour former une cellule gargantuesque avec de nombreux noyaux. Ces cellules fusionnées peuvent se développer pour couvrir des dizaines de pouces carrés (centaines de centimètres carrés) de superficie.

Une fois fusionnées, les énormes cellules forment un réseau complexe de tubes internes; ces tubes se contractent, comme vaisseaux sanguins, pour pousser les fluides et les nutriments à travers la goutte sans cervelle.

La nouvelle étude, publiée le 22 février dans la revue Actes de l’Académie nationale des sciences, montre que les diamètres de ces tubes de branchement peuvent coder des informations, comme l’endroit où la moisissure visqueuse a récemment trouvé de la nourriture. Lorsque la goutte trouve de la nourriture, elle réorganise rapidement son réseau tubulaire, élargissant certains tubes et en rétrécissant d’autres, et cette architecture reste en place même après que les taches ont mangé la nourriture.

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Cette forme de mémoire de base peut aider les moisissures visqueuses à résoudre des énigmes complexes, comme trouver le route la plus rapide vers la nourriture ou la chemin le plus court à travers un labyrinthe», a déclaré l’auteur principal Karen Alim, professeur agrégé de physique biologique à l’Université technique de Munich, à 45Secondes.fr dans un courriel.

Lorsque P. polycephalum détecte une collation à proximité, en détectant les produits chimiques que sa nourriture laisse échapper, les tubes les plus proches de la nourriture commencent à se dilater. Pendant ce temps, les tubes plus éloignés de la nourriture rétrécissent et disparaissent parfois complètement, se réabsorbant par la boue. La moisissure visqueuse s’infiltre alors en direction des larges tubes dilatés, migrant jusqu’à engloutir sa collation.

Mais même après avoir englouti chaque morceau de nourriture, la moisissure visqueuse s’accroche à l’amas de tubes épais, laissant une «empreinte» durable de l’endroit où la nourriture se trouvait autrefois, ont écrit les auteurs. Cela dicte la façon dont le fluide s’écoule dans tout le réseau et influence la direction dans laquelle la moisissure visqueuse se déplace ensuite. Par exemple, si plus de nourriture surgit près des tubes épais et imprimés, la moisissure visqueuse est déjà préparée pour se répandre dans cette direction, et cette «mémoire» imprimée devient renforcée.

« Dans le cerveau, nous stockons des informations en renforçant ou en affaiblissant les connexions entre les neurones individuels, « une sorte de cellule nerveuse qui envoie des signaux électriques et chimiques, a déclaré Alim. » Chaque impulsion supplémentaire peut renforcer une connexion forte existante.  »

Un processus similaire – mais simplifié – façonne la formation de la mémoire à l’intérieur des moisissures visqueuses, a-t-elle déclaré.

Et tout comme les connexions dans le cerveau, les «souvenirs» de moisissure visqueuse peuvent s’affaiblir s’ils ne sont pas renforcés, a ajouté Alim. Alors que les tubes proches des aliments deviennent plus épais, les tubes éloignés des aliments deviennent plus minces et peuvent disparaître. «Les souvenirs disparaissent lorsque les tubes se rétractent. et disparaître « dans la plus grande moisissure visqueuse, a déclaré Alim. De cette façon, les vieux souvenirs de nourriture peuvent être écrasés pendant que la goutte migre et recherche de nouveaux nutriments.

Des études antérieures sur les moisissures visqueuses ont également laissé entendre que « le réseau de moisissures visqueuses s’adapte aux signaux externes et que le réseau pourrait être utilisé comme une lecture de ce que la moisissure visqueuse a expérimenté », a déclaré Audrey Dussutour, une chercheuse qui étudie le traitement cognitif chez les fourmis et moisissures visqueuses à l’Université de Toulouse en France. La nouvelle étude fournit plus de preuves sur la manière et la raison pour laquelle le réseau tubulaire se réorganise, a déclaré Dussutour, qui n’était pas impliqué dans la recherche, à 45Secondes.fr dans un e-mail.

«Les résultats me rappellent les réseaux de sentiers chez les fourmis», où les fourmis butineuses déposent une traînée de produits chimiques pour que d’autres fourmis les suivent, a ajouté Dussutour. Comme de plus en plus de fourmis suivent la même piste et déposent plus de produits chimiques, plus de fourmis sont susceptibles de suivre la piste bien usée sur une autre, moins fréquentée, selon un rapport de 2005 que Dussutour co-écrit dans le journal. Actes de la Royal Society B.

Cependant, alors que les scientifiques savent quelles phéromones les fourmis sécrètent pour tracer leurs traces, on ne sait pas quel signal dit aux tubes de s’élargir et aux autres de rétrécir, a déclaré Alim.

Basé sur des expériences de laboratoire et des modèles informatiques de P. polycephalum, les auteurs soupçonnent que la moisissure visqueuse produit une substance soluble lors de la détection des aliments et que cette substance provoque le ramollissement et l’étirement des tubes les plus proches de l’aliment. Au fur et à mesure que les parois gélatineuses des tubes s’étirent, une partie de la substance s’échappe dans le plus grand réseau de tubes et se dilue au fur et à mesure qu’elle se déplace. Par conséquent, les tubes éloignés de la source de nourriture reçoivent très peu de substance, le cas échéant, ont expliqué les auteurs de l’étude.

Bien qu’il existe des preuves que ce produit chimique mystérieux entraîne la dilatation du tube, nous n’avons malheureusement aucune idée de sa composition chimique », a déclaré Alim. Ce sera l’objet de recherches futures.

En outre, « l’étape suivante consiste à se demander combien de mémoires peuvent être stockées dans un réseau et si nous pouvons transférer le mécanisme vers des systèmes synthétiques pour construire des matériaux intelligents », a déclaré Alim. Ces matériaux intelligents imiteraient les réseaux de flux vivants trouvés dans les moisissures visqueuses et pourraient être utilisés pour construire des robots à corps mou, par exemple, selon une déclaration.

Publié à l’origine sur 45Secondes.fr.