Cell psychology : The aneural slime mold Physarum polycephalum as a model for cognition beyond the brain

Diese Dissertation untersucht den Schleimpilz Physarum polycephalum als Modellorganismus zur Erforschung von Kognition ohne Nervensystem. Zunehmende Befunde aus aneuralen Organismen deuten darauf hin, dass Kognition eine breitere, substratunabhängige Eigenschaft des Lebens darstellen könnte. Physarum polycephalum, ein makroskopischer amöboider Einzeller, zeigt ohne Nervensystem bemerkenswerte adaptive Verhaltensweisen, darunter räumliches Problemlösen, komplexe Entscheidungsprozesse, Antizipation und Habituation.

Die Arbeit etabliert Physarum als möglichen Modellorganismus für die vergleichende Psychologie, indem theoretische Grundlagen aneuraler Kognition mit neuen empirischen Befunden verknüpft werden. Nach einem Überblick über die Geschichte der Kognitionsforschung und einer Diskussion möglicher biologischer Mechanismen für Gedächtnis- und Informationsverarbeitung in Schleimpilzen werden fünf Publikationen vorgestellt. Die erste liefert eine umfassende Literaturübersicht, die Physarums dezentralisierte Informationsverarbeitung und bioelektrische Eigenschaften mit möglichen Anwendungen in Künstlicher Intelligenz verbindet. Die zweite überprüft bisherige Befunde zur Lateralisierung der Bewegung und zeigt, dass Physarum zwar keine inhärente Händigkeit aufweist, diese jedoch durch Reize wie Vibration oder Magnetfelder induziert werden kann. Darauf aufbauend beschreibt die dritte Studie Vibrotaxis, eine bisher unbekannte Anziehung zu Schwingungen bei 200 Hz. Die vierte Studie verwendet das klassische Paradigma des Spontaneous Alternation Behavior und belegt damit, dass Physarum über ein kurzfristiges räumliches Gedächtnis verfügt. Die fünfte untersucht assoziatives Lernen durch die Kopplung neutraler und aversiver Reize mit Nahrung und liefert erste Hinweise, dass Physarum tatsächlich durch Assoziation lernen kann.

Durch die Verbindung psychologischer Methodik mit Untersuchungen an einem Einzeller etabliert die Arbeit Physarum polycephalum als neues Modell für aneuraler Kognition und betrachtet damit die Ursprünge von Lernen und Gedächtnis. Die Dissertation schließt mit einem Plädoyer für Standardisierung in der Physarum-Forschung und skizziert zukünftige Forschungsrichtungen.