De fait, les organismes unicellulaires sont beaucoup plus diversifiés qu’on pourrait le croire. Ils sont regroupés dans divers embranchements et exhibent une grande diversité de taille. C'est le cas, par exemple, des amibes. "Unicellulaire" veut dire constitué d'une unique cellule. Quand on pense à ce type d'organismes, on a présent à l'esprit des créatures microscopiques, mais certaines se développent à un point tel qu'elles sont visibles à l'œil nu. Les plus grandes d'entre elles ont été observées jusqu'ici parmi les foraminifères. Avec une taille qui peut atteindre 20 cm, Syringammina fragilissima serait l'espèce la plus grande observée jusqu'ici de cet embranchement. Toutefois, le record toute catégorie reviendrait à un myxomycète : Physarum polycephalum, le fameux blob, peut atteindre une taille qui peut être de l'ordre d'un mètre, voire plus dans les cas extrêmes. Habituellement une cellule ne possède qu'un seul noyau, mais, dans le cas de ces organismes unicellulaires géants, leur unique cellule se retrouve à en posséder plusieurs. 

Ces organismes ont beau être très grands, ils n'en restent pas moins des créatures simples. On n’imaginerait pas qu'ils puissent faire preuve de capacités d'apprentissage, même des plus élémentaires et, pourtant, Physarum polycephalum a révélé aux biologistes bien des surprises. De la résolution de labyrinthes en passant par l'acquisition de sources alimentaires multiples et distinctes et jusqu'au transfert direct de comportements acquis par fusion cellulaire, ce myxomycète a des capacités de traitement de l'information qui était réservé jusque-là aux organismes possédant un système nerveux suffisamment développé. 

Récemment, une autre équipe a réussi à mettre en évidence une capacité d'apprentissage chez un autre organisme unicellulaire. Stentor coeruleus est un protiste qui fait partie de l'embranchement des ciliés. La démonstration d'un apprentissage associatif chez ce protozoaire a été obtenue en montrant qu'il associait bien un signal faible à la menace imminente d'un signal fort. Petit à petit le monde de la biologie découvre donc que des organismes unicellulaires sont capables d'apprentissage de nature plus complexe que la simple habituation. 

Partant de ce constat, je me suis posé la question suivante : si des organismes constitués d'une seule cellule sont capables d'apprentissage, alors un neurone individuel pourrait-il avoir ces capacités? Un article publié en janvier 2022 m'a donné un début de réponse. Les auteurs ont commencé par faire remarquer  qu'un neurone isolé possède une complexité comparable à celle d'un organisme unicellulaire qui présente des comportements adaptatifs « intelligents », notamment la capacité à prédire les conséquences de leurs actions afin de se nourrir et d'éviter le danger. Leur étude les amène à suggérer qu'un neurone unique utilisant une règle d'apprentissage prédictif pourrait constituer l'unité élémentaire à partir de laquelle divers systèmes cérébraux prédictifs pourraient être construits. En d'autres mots, s'il y a quelques décennies, les neurobiologistes ont été amenés à concevoir le neurone comme une unité de calcul, on commence aujourd'hui à les considérer comme des unités d'apprentissage. Si cela se confirme, cela va marquer un tournant dans la conception de l'évolution dans le domaine de la cognition. Les biologistes seront alors amenés à considérer l'existence des premiers systèmes nerveux comme ayant été constitués de petits groupes de quelques neurones effectuant chacun des apprentissages en mode individuel. En soi, cela ne devrait pas être si étonnant compte tenu du fait que la biologie a été amenée à postuler que chaque cellule neuronale devrait pouvoir constituer une unité de calcul. Et si ces apprentissages avaient commencé en mode individuel pour chaque neurone, alors on peut penser que la transmission d’informations dans un réseau neuronal serait apparue à une étape ultérieure. Cependant, absence de transmission d'informations ne veut pas dire forcément absence de transmission d'énergie et c'est peut-être cette fonction qui a pu permettre dans un premier temps la constitution des premiers réseaux nerveux. Doit-on alors penser que les premières cellules nerveuses auraient été des neurones primitifs de type récepteur captant des signaux (lumineux, chimiques ou autres) et ayant à les traiter eux-mêmes sans relayer cette information? Assurément cette nouvelle perspective ouvre un nouveau champ de questionnement.