Земля

Щупальця восьминогів можуть взаємодіяти один з одним безпосередньо без участі головного мозку

Відкриття пропонує нове розуміння еволюції складних нервових систем у безхребетних і може надихнути на розробку автономних підводних пристроїв та інших інновацій у робототехніці

Дослідники Чиказького університету показали, що нервова система, яка керує щупальцями восьминога, працює інакше, ніж у хребетних. Виявилося, що щупальці передають сигнали і координують дії не через головний мозок, а безпосередньо один одному. Це створює зовсім іншу систему координації спільних дій. Вчені вважають, що така система дуже добре підійде для підводних роботів.

Восьминоги розвивалися зовсім іншим шляхом, ніж хребетні, але у них настільки ж складна нервова система, як, наприклад, у собак. Але головне – вона інша. І ми її ще погано знаємо

Біологи Чиказького університету описали структуру, яка дозволяє внутрішньом’язовим нервовим стовбурам (INCs) восьминога відчувати рух його щупалець і з’єднувати щупальця, розташовані з протилежних сторін тварини. Було б не дивно, якби сусідні щупальці робили скоординовані дії, але і віддалені щупальці на це здатні.

Команда дослідила молодих восьминогів, які були досить маленькими, щоб можна було отримати зображення основи всіх восьми щупалець одночасно. Це дозволило команді простежити INC кожного щупальця.

Біологи помітили, що INC не закінчується біля основи щупальця, а продовжується в тілі тварини. Вчені припустили, що далі нерви утворюють кільце в тілі восьминога. За допомогою візуалізації команда визначила, що два з чотирьох INC продовжуються в тіло восьминога, де вони обходять два сусідніх щупальця і з’єднуються з INC третього. Таким чином INC утворюють симетричний візерунок.

Зріз біля основи щупалець Kuuspalu et al., Current Biology, 2022 горизонтальний зріз біля основи щупалець (позначені літерою Ar), що показує збіжні та пересічні INC (позначені літерою O).

“Коли ми подивилися зріз, ми зрозуміли, що не всі щупальця з’єднуються разом, як ми очікували. Вони, здається, розходяться в різних напрямках, і ми намагалися з’ясувати, як це працює?- каже співавтор роботи Меліна Хейл. — Одне дослідження, проведене в 1950-х роках, показало, що коли ви граєте зі щупальцем з одного боку восьминога з пошкодженими ділянками мозку, ви бачите, як щупальці реагують з іншого боку. Тож цілком можливо, що нерви восьминога забезпечують децентралізований контроль над рефлекторною реакцією чи поведінкою».

“Восьминоги можуть стати біологічним натхненням для розробки автономних підводних пристроїв”, – говорить Меліна Хейл. – “Подумайте про їх щупальцях – вони можуть згинатися де завгодно, не тільки в суглобах. Вони можуть закручуватися, витягуватися, управляти своїми присосками незалежно один від одного. Функції «руки» восьминога набагато складніші, ніж наші з вами, тому розуміння того, як восьминоги інтегрують сенсорно-моторну інформацію та керують рухом, може допомогти у розробці нових технологій».

Back to top button