Will the same worm respond differently in a situation depending on what it is thinking? According to new research studying neurons within microscopic roundworms, the answer is an emphatic ‘yes’. They found that worms would choose to respond to a nearby odour depending on what they were ‘thinking’ about - suggesting they have free will just like humans. The study was carried out by scientists at Rockefeller University in New York. They found roundworms (pictured) would sometimes 'think' for themselves. All the neurons within this microscopic roundworm are highlighted, with the large cluster at one end representing the brain . The research was carried out by scientists from the Rockefeller University in New York who studied the brain of the microscopic roundworm Caenorhabditis elegans. Its 302 neurons and 7,000 synapses are comparatively tiny compared to the 86 billion neurons and 100 trillion synapses in a human brain. But it is still useful to address tricky neurological questions that would be nearly impossible to broach in our own brains. Worms spend their time wandering, looking for decomposing matter to eat - and when they smell it, they usually stop making random turns and travel straight toward the source. This change in behaviour is initially triggered by a sensory neuron that perceives the smell and feeds that information to the network the researchers studied. As the worms pick up the alluring fruity smell of isoamyl alcohol, the neurons in the network transition into a low activity state that allows them to approach the odour. But sometimes the neurons remain highly active, and the worm continues to wander around - even though its sensory neuron has detected the odour. They found that, if offered a 'delicious' smell, the roundworm will usually stop its wandering to investigate the source - but sometimes it won’t. Just as with humans, the same stimulus does not always provoke the same response, even from the same individual. ‘We found that the collective state of the three neurons at the exact moment an odour arrives determines the likelihood that the worm will move toward the smell,’ said study author Dr Cori Bargmann . ‘So, in essence, what the worm is thinking about at the time determines how it responds. ‘It goes to show that nervous systems aren’t passively waiting for signals from outside, they have their own internal patterns of activity that are as important as any external signal when it comes to generating a behaviour.’ The researchers also found that by changing the activity of the neurons individually, and in combination, they could pinpoint each neuron’s role in generating variability. In humans, the research may suggest ways in which our brains process competing motivations. 'For humans, a hungry state might lead to you walk across the street to a delicious smelling restaurant,' said author Andrew Gordus. 'However, a competing aversion to the cold might lead you to stay indoors' (stock image) By recording the activity of the neurons, the team found that there were three persistent states among the three neurons: All were off, all were on, or only one, called AIB, was on. If all were off when the odour signal arrived, they stayed off. If all were on, they often - but not always - shut off. By recording the activity of the neurons, the team found that there were three persistent states among the three neurons: All were off, all were on, or only one, called AIB, was on. If all were off when the odour signal arrived, they stayed off. If all were on, they often - but not always - shut off. And, in the third and most telling scenario, if AIB alone was active when the odour arrived, everything shut off. 'This means that for AIB, context matters,' continued author and research associate Andrew Gordus. AIB is the first neuron in the network to receive the signal, which it then relays to the other two network members, known as RIM and AVA; AVA sends out the final instruction to the muscles. And, in the third and most telling scenario, if AIB alone was active when the odour arrived, everything shut off. 'This means that for AIB, context matters,' continued author and research associate Andrew Gordus. 'If it’s on alone, its activity will drop when odour is added, but if it’s on with the rest of the network, it has difficulty dropping its activity with the others.' AIB is the first neuron in the network to receive the signal, which it then relays to the other two network members, known as RIM and AVA; AVA sends out the final instruction to the muscles. When the researchers shut off RIM and AVA individually and together, they found AIB’s response to the odour signal improved. This suggests that input from these two neurons competes with the sensory signal as it feeds down through the network. Scaled up to account for the more nuanced behaviours of humans, the research may suggest ways in which our brains process competing motivations. 'For humans, a hungry state might lead to you walk across the street to a delicious smelling restaurant,' said Professor Gordus. 'However, a competing aversion to the cold might lead you to stay indoors.'
Study was carried out by scientists at Rockefeller University in New York .
They found worms would sometimes 'think' for themselves .
If offered an odour, they would sometimes - but not always - investigate .
Even the same individual did not always have the same response .
It suggests that  like humans, the worms may have a sense of 'free will'
האם אותה תולעת תגיב אחרת במצב בהתאם למה שהיא חושבת? על פי מחקר חדש שחקר נוירונים בתולעים עגולות מיקרוסקופיות, התשובה היא 'כן' נחרץ. הם גילו שתולעים יבחרו להגיב לריח קרוב בהתאם למה שהן 'חושבות' עליו - מה שמרמז שיש להן רצון חופשי בדיוק כמו לבני אדם. המחקר בוצע על ידי מדענים מאוניברסיטת רוקפלר בניו יורק. הם גילו שתולעים עגולות (בתמונה) היו לפעמים 'חושבות' בעצמן. כל הנוירונים בתוך תולעת עגולה מיקרוסקופית זו מודגשים, כאשר הצביר הגדול בקצה האחד מייצג את המוח. המחקר בוצע על ידי מדענים מאוניברסיטת רוקפלר בניו יורק שחקרו את מוחה של התולעת העגולה המיקרוסקופית Caenorhabditis elegans. 302 הנוירונים ו-7,000 הסינפסות שלו זעירות יחסית ל-86 מיליארד נוירונים ו-100 טריליון סינפסות במוח אנושי. אבל זה עדיין שימושי להתייחס לשאלות נוירולוגיות מסובכות שכמעט בלתי אפשרי יהיה להעלות אותן במוח שלנו. תולעים מבלות את זמנן בשיטוט, בחיפוש אחר חומר מתפרק לאכול - וכשהן מריחות אותו, הן בדרך כלל מפסיקות לעשות פניות אקראיות ונוסעות ישר לכיוון המקור. שינוי זה בהתנהגות מופעל בתחילה על ידי נוירון חושי שתופס את הריח ומזין את המידע הזה לרשת שחקרו החוקרים. כאשר התולעים קולטות את הריח הפירותי המפתה של אלכוהול איזואמיל, הנוירונים ברשת עוברים למצב פעילות נמוך המאפשר להם להתקרב לריח. אבל לפעמים הנוירונים נשארים פעילים מאוד, והתולעת ממשיכה להסתובב - למרות שהנוירון החושי שלה זיהה את הריח. הם גילו שאם יציעו לו ריח 'טעים', התולעת העגולה תפסיק בדרך כלל את נדודיה כדי לחקור את המקור - אך לפעמים היא לא תעשה זאת. בדיוק כמו אצל בני אדם, אותו גירוי לא תמיד מעורר את אותה תגובה, אפילו מאותו פרט. "מצאנו שהמצב הקולקטיבי של שלושת הנוירונים ברגע שמגיע ריח קובע את הסבירות שהתולעת תנוע לעבר הריח", אמרה מחברת המחקר ד"ר קורי ברגמן. "אז בעצם, מה התולעת חושבת באותו זמן קובע איך היא מגיבה. "זה מראה שמערכות העצבים לא מחכות באופן פסיבי לאותות מבחוץ, יש להן דפוסי פעילות פנימיים משלהן שחשובים כמו כל אות חיצוני כשזה מגיע ליצירת התנהגות." החוקרים מצאו גם כי על ידי שינוי הפעילות של הנוירונים בנפרד, ובשילוב, הם יכולים להצביע על תפקידו של כל נוירון ביצירת שונות. בבני אדם, המחקר עשוי להציע דרכים שבהן המוח שלנו מעבד מניעים מתחרים. "עבור בני אדם, מצב רעב עלול להוביל אותך לעבור מעבר לרחוב למסעדה עם ריח טעים", אמר הסופר אנדרו גורדוס. "עם זאת, סלידה מתחרה מהקור עלולה להוביל אותך להישאר בתוך הבית" (תמונה במלאי) על ידי רישום הפעילות של הנוירונים, הצוות מצא שיש שלושה מצבים מתמשכים בין שלושת הנוירונים: כולם כבויים, כולם דולקים, או שרק אחד, שנקרא AIB, היה פועל. אם כולם היו כבויים כשהגיע אות הריח, הם נשארו כבויים. אם כולם היו מופעלים, הם לעתים קרובות - אבל לא תמיד - נסגרו. על ידי רישום הפעילות של הנוירונים, הצוות מצא שיש שלושה מצבים מתמשכים בין שלושת הנוירונים: כולם היו כבויים, כולם דולקים, או שרק אחד, שנקרא AIB, פועל. אם כולם היו כבויים כשהגיע אות הריח, הם נשארו כבויים. אם כולם היו מופעלים, הם לעתים קרובות - אבל לא תמיד - נסגרו. ובתרחיש השלישי והמובהק ביותר, אם AIB לבדו היה פעיל כשהריח הגיע, הכל נכבה. "זה אומר שעבור AIB, ההקשר חשוב", המשיך הסופר ושותף המחקר אנדרו גורדוס. AIB הוא הנוירון הראשון ברשת שמקבל את האות, שאותו הוא מעביר לשני חברי הרשת האחרים, הידועים כ-RIM ו-AVA; AVA שולחת את ההוראה הסופית לשרירים. ובתרחיש השלישי והמובהק ביותר, אם AIB לבדו היה פעיל כשהריח הגיע, הכל נכבה. "זה אומר שעבור AIB, ההקשר חשוב", המשיך הסופר ושותף המחקר אנדרו גורדוס. 'אם הוא דולק לבד, הפעילות שלו תרד כשיתווסף ריח, אבל אם הוא דולק עם שאר הרשת, הוא מתקשה להפיל את הפעילות שלו עם האחרים'. AIB הוא הנוירון הראשון ברשת שמקבל את האות, שאותו הוא מעביר לשני חברי הרשת האחרים, הידועים כ-RIM ו-AVA; AVA שולחת את ההוראה הסופית לשרירים. כאשר החוקרים כיבו את RIM ו-AVA בנפרד וביחד, הם גילו שהתגובה של AIB לאות הריח השתפרה. זה מצביע על כך שהקלט משני הנוירונים הללו מתחרה עם האות החושי בזמן שהוא ניזון דרך הרשת. המחקר עשוי להציע דרכים שבהן המוח שלנו מעבד מניעים מתחרים, בהגדלת התנהגויות הניואנסיות יותר של בני אדם. "עבור בני אדם, מצב רעב עלול להוביל אותך לעבור את הרחוב למסעדה עם ריח טעים," אמר פרופסור גורדוס. 'עם זאת, סלידה מתחרה מהקור עלולה להוביל אותך להישאר בתוך הבית.'
המחקר בוצע על ידי מדענים מאוניברסיטת רוקפלר בניו יורק.
הם גילו שתולעים לפעמים 'חושבות' בעצמן.
אם הציעו לו ריח, הם היו לפעמים - אבל לא תמיד - חוקרים.
אפילו לאותו אדם לא תמיד הייתה אותה תגובה.
זה מצביע על כך שכמו בני אדם, לתולעים עשויות להיות תחושה של 'רצון חופשי'