Wetenschappers hebben hersengolven geregistreerd van octopussen terwijl ze gewoon hun leven leiden: ScienceAlert

In een wetenschappelijke primeur hebben onderzoekers de hersenactiviteit geregistreerd van levende octopussen die vrij en gelukkig bewegen in hun octopushandelingen.

Deze opmerkelijke prestatie werd bereikt door elektroden in de hersenen van de dieren te implanteren en datarecorders onder de huid die 12 uur hersenactiviteit konden registreren. Wat de opnames precies betekenen, moet nog worden ontcijferd, maar het onderzoek toont een eerste stap in het begrijpen van de vreemde en complexe geest van deze fascinerende zeemonsters.

“Als we willen begrijpen hoe de hersenen werken, zijn octopussen het ideale dier om te bestuderen in vergelijking met zoogdieren,” zegt octopusonderzoeker Tamar Gutnick van het Okinawa Institute of Science and Technology in Japan en de Universiteit van Napels Federico II in Italië.

“Ze hebben een groot brein, een verbazingwekkend uniek lichaam en geavanceerde cognitieve vermogens die heel anders zijn geëvolueerd dan die van gewervelde dieren.”

Octopussen zijn zeer intelligente en zeer nieuwsgierige dieren. Niet alleen dat, ze is erg mobiel, met acht armen zonder botten, begiftigd met manipulatie en toegang tot vaardigheden die ongeëvenaard zijn in het dierenrijk.

Daarom is het zinloos om te proberen iets aan een octopus te bevestigen met zijn hele lichaam. En als je wilt weten hoe de hersenen van de octopus onder normale omstandigheden werken, moet hij zijn hele lichaam gebruiken. Niet-invasieve apparatuur die zich aan de buitenkant van het lichaam hecht, zoals een elektrodekapje, zal niet werken.

“Als we ze zouden proberen te bedraden, zouden ze ze uit elkaar scheuren”, zei hij. legt Gutnik uit“Dus we hadden een manier nodig om de apparatuur volledig buiten hun bereik te krijgen, door het onder hun huid te krijgen.”

De oplossing omvatte elektroden en datarecorders die ontworpen waren om de hersenactiviteit van vrij rondvliegende vogels vast te leggen. Deze apparaten worden vaak beschermd door een waterdichte behuizing van hard plastic die een relatief groot profiel heeft en daarom ongeschikt is voor transplantatie in octopussen. Daarom ontwikkelde het team een ​​gestroomlijnde behuizing van plastic buizen.

Voor hun werk kiezen ze drie octopussen van een soort Cyaan octopusook bekend als de grote blauwe octopus, is een grote octopus met een holte in de mantel – het centrale deel van zijn lichaam – waarin een datalogger kan worden ondergebracht.

De onderzoekers implanteerden elektroden in elke verdoofde octopus rechtstreeks in de superieure en middelste frontale kwabben. Deze elektroden waren verbonden met apparaten voor gegevensregistratie die zich in de mantel van elke octopus bevonden.

Elke datalogger bevat een batterij die 12 uur continu opnemen mogelijk maakt. De onderzoekers stopten de dieren terug in hun tanks en lieten ze wakker worden en hun gebruikelijke bezigheden uitvoeren, waarbij hun hersenactiviteit werd gecontroleerd. Ondertussen werd een videocamera opgesteld om vast te leggen wat ze aan het doen waren, zodat de onderzoekers de hersenactiviteit konden vergelijken met het gedrag van elke octopus.

Nadat de opnames waren voltooid, euthanaseerden de onderzoekers de octopussen en haalden ze de datarecorders terug. Ze identificeerden verschillende langdurige patronen van hersenactiviteit, waaronder enkele die vergelijkbaar zijn met die bij zoogdieren. De andere patronen zijn echter anders dan alles in de wetenschappelijke literatuur.

Wat ze bedoelen is een mysterie. Patronen kunnen niet worden geassocieerd met de gedragingen die in de video’s worden getoond. Dit hoeft echter niet te verbazen. De hersengebieden waaraan de elektroden waren bevestigd, worden geassocieerd met leren en geheugen, en de octopussen hoefden tijdens het experiment geen leer- of geheugentaken uit te voeren.

Dit zou de focus kunnen zijn van toekomstige experimenten, misschien op een breder scala aan onderwerpen en genres.

“Dit is echt een cruciale studie, maar het is slechts een eerste stap,” zei hij. zegt zoöloog Michael Cubavoorheen bij OIST en nu bij Federico II Universiteit van Napels.

“Octopussen zijn erg slim, maar op dit moment weten we heel weinig over hoe hun hersenen werken. Deze technologie stelt ons nu in staat om in hun geest te kijken terwijl ze specifieke taken uitvoeren. Dit is echt opwindend en krachtig.”

Onderzoek gepubliceerd in Huidige biologie.