Un amestec de control autonom și de sus în jos gestionează membrele caracatiței.
Cu camuflarea lor de schimbare rapidă și nivelul ridicat de inteligență, nu este surprinzător faptul că experții publici și științifici deopotrivă sunt fascinate de caracatițe. Abilitățile lor de a recunoaște fețele, Rezolvați puzzle -uri, şi Învață comportamente Din alte caracatițe fac ca aceste animale să fie un studiu captivant.
Pentru a efectua aceste procese și altele, cum ar fi târârea sau explorarea, caracatițele se bazează pe sistemul lor nervos complex, unul care a devenit un accent pentru neuroștiințiști. Cu aproximativ 500 de milioane de neuroni—Roround același număr ca câini– Sistemele nervoase ale OCTOPUSE sunt cel mai complex a oricărui nevertebrat. Dar, spre deosebire de organismele vertebrate, sistemul nervos al caracatiței este de asemenea descentralizat, cu în jur 350 de milioane de neuronisau 66 la sută din aceasta, situată în cele opt brațe ale sale.
„Acest lucru înseamnă că fiecare braț este capabil să proceseze independent intrare senzorială, să inițieze mișcarea și chiar să execute comportamente complexe –Fără instrucțiuni directe de la creier”, Explică Galit s -a peludprofesor de inginerie mecanică, radiologie și neuroștiință la Universitatea de Stat din Michigan care studiază neuroștiința caracatiței. „În esență, brațele au propriile„ mini-brains ”.
Un sistem nervos descentralizat este un factor care ajută caracatița să se adapteze la modificări, cum ar fi vătămarea sau prădarea, așa cum se vede în cazul unui Caracteristică vulgarăsau caracatiță comună, asta a fost observat cu nouă arme de cercetătorii de la Ecobar Lab de la Institutul de Cercetări Marine din Spania între 2021 și 2022.
Studiind mai multe persoane de genul acesta, cercetătorii pot Obține cunoștință În modul în care schela detaliată a animalului se schimbă și se retrage în timp, descoperind mai multe despre modul în care caracatițele au evoluat de -a lungul mileniilor în oceanele noastre.
Creiere, creiere și mai multe creiere
Deoarece fiecare braț al unei caracatițe conține propriul pachet de neuroni, membrele pot funcționa Semi-independentă Din creierul central, permițând răspunsuri mai rapide, deoarece semnalele nu trebuie întotdeauna să călătorească înainte și înapoi între creier și brațe. De fapt, Pelled și echipa ei descoperit recent Acest „semnale neuronale înregistrate în brațul de caracatiță pot prezice tipul de mișcare la 100 de milisecunde de stimulare, fără implicarea creierului central.” Ea observă că „acel nivel de autonomie localizată este fără precedent în sistemele vertebrate.”
Deși fiecare membre se mișcă de unul singur, mișcările corpului caracatiței sunt netede și realizate cu o eleganță coordonată care permite animalului să prezinte unele dintre cele mai largi game de comportamente, adaptându -se la zbor la schimbările din împrejurimile sale.
„Asta înseamnă că caracatița poate reacționa rapid la mediul său, mai ales atunci când explorează, vânează sau se apără”, spune Pelled. „De exemplu, un braț poate apuca mâncare în timp ce altul se simte în jurul unei stânci, fără a avea nevoie de permisiunea creierului. Această configurație face ca caracatița să fie mai rezistentă. Dacă un braț este rănit, ceilalți funcționează în continuare bine. Și pentru că se întâmplă atât de multă decizie la brațe, creierul central este eliberat pentru a se concentra pe imaginea mai mare-cum ar fi navigarea sau învățarea noilor sarcini.”
Ca și cum fiecare membre nu ar fi fost deja zumzet cu activitatea neuronală, lucrurile devin și mai complexe atunci când cercetătorii mărește în continuare – până la nervii În cadrul fiecărui fraier individual, un inel de țesut muscular, pe care caracatițele îl folosesc pentru a sesiza și a gusta împrejurimile lor.
„Există un Ganglionul fraieruluisau Centrul nervos, situat în tulpina fiecărui fraier. Pentru unele specii de caracatițe, adică peste o mie de ganglioni ”, spune Cassady Olsonun student absolvent la Universitatea din Chicago, care lucrează cu Cliff Ragsdaleun expert principal în neuroștiința de caracatiță.
Având în vedere că fiecare fraier are propriile centre nervoase – conectate de un cordon nervos axial lung Renunțarea la membre – și fiecare braț are sute de fraieri, lucrurile se complică foarte repede, deoarece cercetătorii s -au străduit istoric să studieze acest lucru Sistem nervos perifericcum se numește, în corpul caracatiței.
„Dimensiunea mare a creierului face atât de interesant să studieze, cât și cu adevărat provocator”, spune Z. Yan Wangprofesor asistent de biologie și psihologie la Universitatea din Washington. „Multe dintre instrumentele disponibile pentru neuroștiință trebuie ajustate sau personalizate special pentru caracatițe și alte cefalopode din cauza planurilor lor unice de corp.”
În timp ce fiecare membre acționează independent, semnalele sunt transmise înapoi la sistemul nervos central al caracatiței. Creierul caracatiței stă între ochii ei În partea din față a mantalei sau a capului, cuplate între cei doi lobi optici, organele neuronale mari în formă de fasole, care ajută caracatița să vadă lumea din jurul lor. Aceste Lobii optici sunt doar două dintre Peste 30 de lobi Experții studiază în creierul centralizat al animalului, deoarece fiecare lob ajută caracatița să -și proceseze mediul.
Această arhitectură neuronală elaborată este critică, având în vedere rolul dublu al caracatiței în ecosistem atât ca Predator, cât și ca pradă. Fără apărare naturală ca o coajă dură, caracatițele au evoluat sistem nervos extrem de adaptabil Acest lucru le permite să proceseze rapid informațiile și să se adapteze la nevoie, ajutându -și șansele de supraviețuire.
Rămân unele asemănări
În timp ce sistemul nervos descentralizat al caracatiței îl face un exemplu evolutiv unic, acesta are unele structuri Similar cu sau analog cu sistemul nervos uman.
„Caracapusul are o masă cerebrală centrală situată între ochi și un cordon nervos axial care curge pe fiecare braț (similar cu măduva spinării)”, spune Wang. „Carachidul are multe sisteme senzoriale cu care suntem familiarizați, cum ar fi viziunea, atingerea (somatosensația), chemosensația și sensibilitatea gravitației.”
Neuroștiintiștii s -au ocupat de aceste asemănări pentru a înțelege modul în care aceste structuri ar fi putut evolua pe diferitele ramuri din arborele vieții. Ca cel mai recent strămoș comun pentru oameni și caracatițe trăiau în jur Acum 750 de milioane de aniexperții consideră că multe asemănări, de la ochi similari, asemănătoare cu camerele, la hărțile activităților neuronale, au evoluat separat într-un proces cunoscut ca evoluția convergentă.
În timp ce aceste asemănări aruncă lumină asupra căilor independente ale evoluției, ele oferă, de asemenea, informații valoroase pentru domenii precum robotica soft și medicina regenerativă.
Ocazional, indivizii unici – ca o caracatiță cu un număr neașteptat de membre – pot oferi indicii și mai profunde despre modul în care acest sistem remarcabil al sistemului nervos funcționează și se adaptează.
Nouă brațe, nicio problemă
În 2021, cercetătorii de la Institutul de Cercetări Marine din Spania au folosit o cameră subacvatică să urmeze un bărbat Caracatiță vulgară, sau caracatiță comună. În partea stângă, trei brațe erau intacte, în timp ce celelalte s -au redus la lungimi inegale, neplăcute, mușcate brusc în diferite puncte. Deși cercetătorii nu au asistat la vătămarea în sine, ei au observat că brațul drept din față – cunoscut sub numele de R1 – se regenera neobișnuit, împărțindu -se în două membre separate și dând caracatiței în total nouă brațe.
„La acest individ, credem că această condiție a fost rezultatul regenerării anormale [a genetic mutation] După o întâlnire cu un prădător ”, explică Sam Soule, unul dintre cercetători și primul autor din lucrarea corespunzătoare publicată recent în Animale.
Cercetătorii au numit Octopus Salvador datorită brațului său bifurcat care se învârte pe sine ca cele două capete ridicate ale Mustața lui Salvador Dali. Timp de doi ani, echipa a studiat comportamentul cefalopodului și găsit că și -a folosit brațul bifurcat mai puțin atunci când a făcut mișcări „mai riscante”, cum ar fi explorarea sau apucarea alimentelor, ceea ce ar forța animalul să -și întindă brațul și să -l expună la răni suplimentare.
„Una dintre concluziile cercetării noastre este că caracatița păstrează probabil o memorie pe termen lung a vătămării inițiale, deoarece tinde să folosească brațele bifurcate pentru sarcini mai puțin riscante în comparație cu celelalte”, elaborează Jorge Hernández Urcera, un autor principal al studiului. „Această idee a memoriei de durată mi -a adus în minte faimoasa pictură a lui Dalí Persistența memorieicare în cele din urmă a devenit titlul lucrării pe care am publicat -o pentru monitorizarea acestei caracatițe speciale. ”
În timp ce caracatița a acționat mai mult protector pentru membrul său suplimentar, sistemul său nervos se adaptase Pentru a utiliza apendicele suplimentare, pe măsură ce a fost observată caracatița, după ceva timp recuperarea de la leziunile sale, folosind al nouălea braț pentru sondarea mediului său.
„Acea caracatiță cu nouă brațe este un exemplu perfect despre cât de adaptabil sunt aceste animale”, adaugă Pelled. „Majoritatea animalelor s -ar lupta cu o parte neobișnuită a corpului, dar nu cu caracatița. În acest caz, caracatița avea un braț bifurcat (împărțit) și încă îl folosea eficient, la fel ca orice alt braț. Acest lucru ne spune că sistemul nervos nu l -a tratat ca o greșeală – și -a dat seama cum să -l facă să funcționeze.”
Kenna Hughes-Castleberry este comunicatorul științific la JILA (un Institut de Cercetare în Fizică Comună între Institutul Național de Standarde și Tehnologie și Universitatea din Colorado Boulder) și un jurnalist științific independent. Principalele ei concentrări de scriere sunt fizica cuantică, tehnologia cuantică, tehnologia profundă, social media și diversitatea oamenilor în aceste domenii, în special femeile și oamenii din grupuri etnice și rasiale minoritare. Urmează -o mai departe LinkedIn sau vizitați site -ul ei.
Comentarii recente