Ahtapotlar, sümüklü böcek ve salyangozların da ait olduğu büyük bir evrimsel grup olan yumuşakçalardır. Onların karmaşık beyinleri ve kalamar ve mürekkep balığı gibi yakından ilişkili diğer kafadanbacaklıların beyinleri, omurgalılardan ayrı olarak evrimleşmiştir ve bu nedenle ahtapotlara genellikle uzaylı benzeri denir. Burada bir gündüz ahtapotu (Octopus cyanea), Okinawan folklorundan bir yaratık olan Shisa ile poz veriyor. Kredi: Michael Kuba
Bilim adamları, ahtapotların uyanık ve hareket halindeki beyin aktivitelerini nasıl yakalayacaklarını buldular. Bu, beynin ahtapotların davranışlarını nasıl kontrol ettiğini anlamak için çığır açan bir adım.{4 }
Bilim adamları, doğrudan canlılara elektrotlar ve bir veri kaydedici yerleştirerek, ahtapotlar serbestçe hareket ederken beyin aktivitelerini kaydetme konusunda olağanüstü bir başarı elde ettiler.
23 Şubat’ta Current Biology dergisinde çevrimiçi olarak yayınlandı. , çalışma, ahtapot beyinlerinin davranışlarını nasıl kontrol ettiğini anlamada ileriye doğru atılmış kritik bir adımı temsil ediyor ve zeka ile bilişin oluşması için gereken ortak ilkelere dair ipuçları sağlayabilir.
“Beynin nasıl çalıştığını anlamak istiyorsak , ahtapotlar, memelilerle karşılaştırmalı olarak çalışmak için mükemmel hayvanlardır. Okinawa Bilim Enstitüsü Fizik ve Biyoloji Birimi’nde eski doktora sonrası araştırmacı ve ilk yazar olan Dr. Tamar Gutnick, büyük bir beyne, inanılmaz derecede benzersiz bir bedene ve omurgalılarınkinden tamamen farklı gelişmiş gelişmiş bilişsel yeteneklere sahipler. ve Teknoloji (OIST).
Araştırmacılar, bir ahtapotun beyin aktivitesini 12 saat boyunca kaydetti. Burada ahtapot, hızlı emici hareketin yanı sıra renk ve dokuda hızlı değişikliklerin olduğu bir aşama olan aktif uykudadır. Kredi: Güncel Biyoloji
Ancak ahtapotların beyin dalgalarını ölçmenin gerçek bir teknik zorluk olduğu kanıtlanmıştır. Omurgalıların aksine ahtapotlar yumuşak gövdelidir, bu nedenle çıkarılmasını önlemek için kayıt ekipmanını bağlayacakları bir kafatası yoktur.
“Ahtapotların kesinlikle her yere ulaşabilen sekiz güçlü ve ultra esnek kolu vardır vücutlarında,” dedi Dr. Gutnick. “Onlara kablo bağlamaya çalışırsak, anında kopacaklardı, bu nedenle, ekipmanı derilerinin altına yerleştirerek tamamen ulaşamayacakları bir yola ihtiyacımız vardı.”
Araştırmacılar şu karara vardı: çözüm olarak, başlangıçta kuşların uçuş sırasında beyin aktivitelerini izlemek için tasarlanmış küçük ve hafif veri kaydediciler. Ekip, cihazları su geçirmez olacak şekilde uyarladı, ancak yine de ahtapotların içine kolayca sığacak kadar küçük. Düşük hava ortamında çalışması gereken piller, 12 saate kadar sürekli kayda izin verdi.
Gündüz ahtapotu, Octopus cyanea, mercan resifinde kendini kamufle eder. Kredi: Keishu Asada
Araştırmacılar, daha büyük boyutu nedeniyle model hayvan olarak daha yaygın olarak gündüz ahtapotu olarak bilinen Ahtapot cyanea’yı seçtiler. Üç ahtapotu anestezi ettiler ve mantonun kas duvarındaki bir boşluğa bir kaydedici yerleştirdiler. Bilim adamları daha sonra elektrotları ahtapotun beyninin en erişilebilir alanı olan dikey lob ve orta üst ön lob olarak adlandırılan bir alanına yerleştirdiler. Bu beyin bölgesinin, Dr. Gutnick’in özellikle anlamakla ilgilendiği beyin süreçleri olan görsel öğrenme ve hafıza için de önemli olduğuna inanılıyor.
Ameliyat tamamlandıktan sonra, ahtapotlar ana tanklarına geri döndüler ve video ile izlenir. Beş dakika sonra ahtapotlar iyileşti ve takip eden 12 saati uyuyarak, yemek yiyerek ve beyin aktiviteleri kaydedildiği için tanklarının etrafında hareket ederek geçirdiler. Daha sonra kaydedici ve elektrotlar ahtapotlardan çıkarıldı ve veriler videoyla senkronize edildi.
Araştırmacılar, bazıları boyut ve şekil olarak memelilerde görülenlere benzeyen birkaç farklı beyin aktivitesi modeli belirlediler. , diğerleri ise çok uzun süreli, daha önce tarif edilmemiş yavaş salınımlardı.
Araştırmacılar henüz bu beyin aktivitesi modellerini videolardaki belirli davranışlarla ilişkilendiremediler. Ancak Dr. Gutnick, hayvanların belirli öğrenme görevlerini yerine getirmelerini gerektirmediğinden, bunun tamamen şaşırtıcı olmadığını açıkladı.
“Bu, öğrenme ve hafıza ile ilişkili bir alandır, bu nedenle keşfetmek için Bu devrede ahtapotlarla gerçekten tekrarlı, hafızalı görevler yapmamız gerekiyor. Bu, çok yakında yapmayı umduğumuz bir şey!”
Araştırmacılar ayrıca, serbestçe hareket eden ahtapotlardan alınan bu beyin aktivitesini kaydetme yönteminin diğer ahtapot türlerinde de kullanılabileceğine ve ahtapotun diğer birçok alanındaki soruları çözmeye yardımcı olabileceğine inanıyor. nasıl öğrendikleri, sosyalleştikleri ve vücutlarının ve kollarının hareketlerini nasıl kontrol ettikleri dahil olmak üzere ahtapot bilişi.
“Bu gerçekten çok önemli bir çalışma, ancak yalnızca ilk adım,” dedi. OIST Fizik ve Biyoloji Birimi’ndeki proje ve şimdi Napoli Federico II Üniversitesi’nde devam ediyor. Ahtapotlar çok zeki ama şu anda beyinlerinin nasıl çalıştığı hakkında çok az şey biliyoruz. Bu teknik, artık onlar belirli görevleri yerine getirirken beyinlerine bakma yeteneğine sahip olduğumuz anlamına geliyor. Bu gerçekten heyecan verici ve güçlü.”
Referans: Tamar Gutnick, Andreas Neef, Andrii Cherninskyi, Fabienne Ziadi-Kunzli, Anna Di Cosmo, Hans-Peter Lipp ve “Behaving Octopus Beyninden Elektriksel Aktivite Kaydetme” Michael Kuba, 23 Şubat 2023, Current Biology.
DOI: 10.2139/ssrn.4309084
Çalışma, Japonya, İtalya, Almanya, Ukrayna ve İsviçre.