单细胞生物在想些什么？答案是，它们似乎比我们给它们的评价要多得多。科学家们通常将细胞行为描述为“程序化”——对简单刺激的固有编码反应——而不是思考或决策。但发表在《当代生物学》（Current Biology）上的一项新研究可能会挑战这种观念。
通讯作者、系统生物学家Jeremy Gunawardena说：“也许它们不是被‘编程’去执行某项任务，而是‘程序’为它们提供了做出自己决定的机制。”
当然，单细胞生物并没有“思维”。但Gunawardena和他的同事们似乎已经证明，有些细胞在选择对特定刺激的反应时有发言权。这并不是一个新概念——第一个显示细胞自由应对环境的实验发生在一百多年前。
包括Gunawardena在内的哈佛医学院的研究人员，致力于重现Herbert Spencer Jennings在1906年进行的一项研究。该研究发现，当一种呈喇叭状的单细胞生物Stentor roeseli受到刺激时，它会决定如何反应。细胞避开烦人的刺激很容易被解释为简单的反射，但Jennings声称观察到不同的Stentor roeseli细胞使用不同的行为来完成规避动作。在一个看似简单的生物体中看到如此复杂 Thus behavior 是不寻常的。
Jennings的原始研究表明，暴露于胭脂红（一种由压碎的昆虫制成的染料）的小生物体以多种不同方式反应：弯曲、改变纤毛运动、收缩成一个小球或脱离。如果Jennings连续多次将单个细胞暴露于刺激物，它们似乎会重新考虑它们的抗胭脂红策略——也许起初是向远离染料的方向弯曲，然后收缩成一个保护性的球，最后作为最后的手段游开。
当其他研究人员在20世纪60年代未能重现这项研究时，科学界认为Jennings的结果无效。在后续研究中，所有生物体都在第一次遇到刺激物时游开了，而不是尝试多种机制。
但当Gunawardena回顾并查看了所谓的“证伪”Jennings研究的那项研究时，他发现他们甚至没有使用正确的生物体。
Gunawardena告诉《Popular Science》：“我真不敢相信Jennings的工作竟然因为这项粗制滥造的工作被毁了。”
他接着说，Gunawardena在实验室里“惹是生非”，试图让别人加入重现实验。然后，他和他的合著者（幸运的是，他们没有因为他的鼓动而选择收缩成球或逃跑）购买了在英国一家高尔夫球场池塘中发现的S. roeseli，并着手研究这些小生物到底有多大的决策能力。
研究人员设置并操作了一个装置，用于录像和用移液器将胭脂红滴近生物体，以观察会发生什么。在Gunawardena的实验中，胭脂红并没有引起生物体任何反应。但当用微小的塑料微珠作为替代刺激源时，细胞表现出了Jennings最初发现的相同的规避机制。
具体的反应取决于生物体本身以及它被激惹的次数。有些细胞经历了所有四种反应，而有些细胞在第一次受到微珠的刺激时就直接收缩并脱离。
Gunawardena说：“这项实验一直非常有趣，因为它揭示了个体细胞能够做出比我们通常认为的更为复杂的行为。”
明尼苏达大学生态学和进化论教授Micheal Travisano（他没有参与这项研究）说，我们通常只在更复杂的生物体中寻找这种行为，无论是多细胞真菌生物还是猿猴。
Travisano说：“它挑战了我们对拥有行为生态学中主要研究的复杂行为的必要条件的假设。在这项研究中，他们研究的是一种纤毛虫——甚至不是[纤毛虫]的群体——它表现出一些我们认为与更复杂生物相关的行为。”
除了这些细胞在受到刺激时似乎是在决定采取行动而不是仅仅躲闪之外，Gunawardena还发现，当受到干扰时，细胞有近乎50/50的几率会“选择”收缩或“选择”游开——几乎就像抛硬币一样。他的下一步是找出原因。
Gunawardena说，将单个细胞视为拥有一定程度的自主性，可以为理解疾病的发展提供新的视角。“我们可能希望将更具生态学和认知学的视角带入我们对细胞的思考方式中。”
