Ученые впервые зафиксировали мозговые волны свободно передвигающихся осьминогов

Осьминоги долгое время считались одними из самых загадочных существ на планете, с их развитыми когнитивными способностями и уникальным строением тела, которое полностью отличается от позвоночных. Изучение их мозга было сложной задачей из-за отсутствия черепа для крепления записывающего оборудования, которое не позволяло бы его снять.

Ученые впервые зафиксировали мозговые волны свободно передвигающихся осьминогов

Ученые впервые зафиксировали мозговые волны свободно передвигающихся осьминогов

Однако теперь исследователи успешно регистрируют активность мозга свободно передвигающихся осьминогов, вживляя электроды и регистрирующее устройство непосредственно в их тело. Это прорывное исследование, опубликованное 23 февраля в журнале Current Biology, открыло новые возможности для понимания того, как мозг осьминогов контролирует их поведение, и может дать ключ к разгадке общих принципов, необходимых для возникновения интеллекта и познания.

Техническая сложность измерения мозговых волн у осьминогов

Осьминоги имеют восемь мощных и сверхгибких рук, которые могут дотянуться до любой части их тела. Если к ним прикрепить провода, осьминоги тут же их оторвут. Поэтому исследователям пришлось найти способ разместить оборудование в недоступном для них месте, имплантировав его под кожу. Исследователи выбрали в качестве модельного животного осьминога Octopus cyanea, более известного как дневной осьминог из-за его больших размеров. Они анестезировали трех осьминогов и вживили регистратор в полость в мышечной стенке мантии. Затем ученые вживили электроды в наиболее доступную область мозга осьминога, называемую вертикальной долей и средней верхней лобной долей. Считается, что эта область мозга важна для визуального обучения и памяти – процессов в мозге, в понимании которых особенно заинтересована доктор Тамар Гутник, первый автор работы и бывший постдокторский исследователь в физико-биологическом отделе Окинавского института науки и технологий (OIST).

Запись активности мозга у свободно передвигающихся осьминогов

После завершения операции осьминогов вернули в их домашний аквариум и стали наблюдать за ними по видеосвязи. Через пять минут осьминоги пришли в себя и в течение последующих 12 часов спали, ели и передвигались по аквариуму, пока их мозговая активность регистрировалась. Затем регистратор и электроды были удалены из осьминогов, и данные были синхронизированы с видеозаписью.

Отличительные особенности мозговой активности у осьминогов

Исследователи выявили несколько характерных паттернов активности мозга, некоторые из которых по размеру и форме были похожи на те, что наблюдаются у млекопитающих, а другие представляли собой очень длительные медленные колебания, которые ранее не были описаны. Однако исследователи пока не смогли связать эти паттерны мозговой активности с конкретным поведением на видео. Доктор Гутник объяснил, что они не требовали от животных выполнения конкретных задач по обучению, а для изучения этой цепи в области, связанной с обучением и памятью, осьминогам необходимы повторяющиеся задачи на запоминание, что они и планируют сделать в ближайшее время.

Новые возможности для понимания осьминогов

Исследователи считают, что этот метод регистрации активности мозга свободно двигающихся осьминогов может быть использован у других видов осьминогов и поможет решить вопросы во многих других областях познания осьминогов, включая то, как они учатся, социализируются и контролируют движения своего тела и рук. В исследовании участвовали ученые из Японии, Италии, Германии и Швейцарии.

Ученые впервые зафиксировали мозговые волны свободно передвигающихся осьминогов

Регистрация активности мозга свободно передвигающихся осьминогов – это важный шаг вперед в выяснении того, как мозг осьминогов управляет их поведением, и может дать ключ к разгадке общих принципов, необходимых для возникновения интеллекта и познания. Хотя исследователи выявили несколько характерных паттернов активности мозга, они пока не могут связать эти паттерны с конкретным поведением на видео.

Okinawa Institute of Science and Technology (OIST) Graduate University