Щупальца осьминога сами решают, как двигаться

Ученые из Американского геофизического союза провели анализ предыдущих работ, посвященных нервной системе осьминогов, объединили их с собственными изысканиями и представили результаты в пресс-релизе, выпущенном к выступлению на Астробиологической научной конференции 2019 года, которая проходит с 24 по 28 июня в Сиэтле (США).

Эта работа основывается на заключениях о том, что присоски на щупальцах осьминога могут инициировать действия в ответ на информацию, которую они получают из окружающей среды, и координировать свои движения с соседними присосками. Этот феномен уникален, потому что он подразумевает совершенно иную архитектуру нервной системы, нежели у позвоночных.

Эволюция осьминогов проходила уже после того, как животные разделились на позвоночных и беспозвоночных 500 миллионов лет назад. Нервная система позвоночных сосредоточена в головном и спинном мозге. Она централизована и устроена по принципу восходящих и нисходящих связей. Поэтому мозг сначала получает информацию о стимулах, а затем, после обработки сигналов, выдает реакцию на них. У осьминогов она устроена совершенно иначе.

Поскольку у головоногих нет позвоночного столба, их ганглии (скопления нервных клеток) распространены по всему телу. В процессе эволюции крупные образования ганглиев превратились в мозг, но при этом в щупальцах сохранилась собственная архитектура.

«Щупальца осьминога имеют нервное кольцо, которое обходит мозг, поэтому они могут делиться информацией друг с другом, не сообщая ее мозгу. Последний не знает, где находятся щупальца в пространстве, но сами щупальца прекрасно осведомлены о положении относительно друг друга, и это позволяет им координировать действия во время передвижения», — сказал один из авторов статьи Доминик Сивитилли (Dominic Sivitilli).

Графики представляют угловую скорость щупалец во времени. Они указывают на синхронность или асинхронность модели движений между щупальцами / ©AGU

Исследователи работали с двумя видами осьминогов: гигантским осьминогом (Enteroctopus dofleini) и красным осьминогом (Octopus rubescens). Они объединили методы отслеживания поведения и записи нейронной активности, чтобы понять, как щупальца осьминогов координируют огромный объем сенсорной и моторной информации для принятия решений. Они выдавали животным разные предметы, например шлакоблоки и кубики LEGO, или запускали их в лабиринты с едой. Опыты подтвердили гипотезу о самостоятельной нервной системе щупалец и продемонстрировали, как происходит принятие множества мелких решений ганглиями.