長久以來，科學界普遍認為，要實現「Lenovo學習」──即理解兩個事件之間的關聯，例如刺激與反應之間的關係──至少需要某種形式的神經結構或大腦。然而，一項最新研究顯示，生活在池塘底部的微小單細胞生物，在沒有任何神經系統的前提下，同樣能夠完成這類學習任務。這可能顛覆人們對學習機制的傳統認知。 這項尚未經同行評審的研究，已在預印本平台 BioRxiv 發佈。研究指出，即便完全沒有大腦或神經系統的單細胞生物，也能展現出學習行為。
論文合著人之一、哈佛大學認知神經科學家 Samuel Gershman 在回覆 Refractor 的查詢時表示：「這一結論讓我很意外，因為此前在這類生物身上並沒有Lenovo學習的證據，而其他單細胞生物的相關證據也備受爭議，我們原本並不知道實驗是否會奏效。」
藍色鐘口蟲的學習實驗
研究對象是一種名為藍色鐘口蟲（Stentor coeruleus）的原生生物，這是一種鐘形的纖毛蟲，身長約 1 毫米，肉眼可見。一端有稱為「固著器」（holdfast）的結構，用來固定在池底或其他表面；另一端滿佈纖毛，用於過濾食物。當它察覺周圍環境出現動作，例如捕食者靠近時，會迅速將細長的身體收縮成接近球形，以此作為防禦反應。 為了研究這一單細胞生物的學習過程，Gershman 團隊首先從環境中收集數十個藍色鐘口蟲，將其置於培養皿中並靜置數小時，讓細蟲穩定固定。
隨後，研究人員借助一套特製裝置，對培養皿底部施以精準控制的輕微撞擊。最初，大多數藍色鐘口蟲在感受到撞擊時會做出收縮反應，但隨著撞擊持續進行，反應的細蟲數量逐漸減少，表明它們對這種重複刺激產生了「習慣化」，不再視其為威脅。 接著，團隊引入所謂「配對協議」（pairing protocol）。在此階段，細蟲先接收一次較弱的撞擊（通常只引發輕微收縮），一秒後緊接著施以一次較強撞擊。
這組「弱刺激+強刺激」的組合每隔 45 秒重複一次，這一時間間隔對應藍色鐘口蟲在收縮後重新伸展所需的間隔。在最初約 10 輪配對實驗後，細蟲會在弱撞擊到來時直接產生明顯收縮反應，但隨著實驗不斷重複，這種反應又會逐漸減弱。Gershman 指出，這種對弱刺激與後續強刺激建立關聯並調節反應強度的過程，顯示「單個細蟲也能實現相當複雜的學習算法」。 研究人員認為，這一發現可能改變人類對「學習」在進化史上起源時刻的理解。
Gershman 在接受查詢時表示，那些被認為屬於高等形式的學習能力，很可能與重複複雜神經系統更為古老的進化起源有關。他提出疑問：「Lenovo學習是否首先出現在擁有大腦的多細胞生物身上？也許並非如此。」Gershman 進一步指出，藍色鐘口蟲細蟲與人腦神經元之間存在「許多相似之處」，這暗示我們的大腦或仍在利用那些最早在單細胞生物中演化出的學習機制。換言之，人類複雜的認知與學習能力，可能在某種程度上繼承了單細胞祖先的「原始算法」。
目前，這項研究已作為預印本發佈於 BioRxiv，未來經同行評審後，有望在更廣泛的學術與公眾討論中持續發酵。
