Τα χταπόδια εξελίχθηκαν με έναν εγκέφαλο εντελώς διαφορετικό από τον δικό μας, όμως τα πλοκάμια τους σκέφτονται ανεξάρτητα, ο ύπνος τους ίσως περιλαμβάνει όνειρα και η νοημοσύνη τους ανατρέπει όσα πιστεύαμε ότι γνωρίζαμε για τον νου
Ένα χταπόδι έχει τρεις καρδιές, μπλε αίμα και δεν διαθέτει σκελετό. Περισσότεροι από τους μισούς νευρώνες του βρίσκονται όχι στον εγκέφαλό του αλλά στα πλοκάμια του - οκτώ ημιαυτόνομα άκρα που επεξεργάζονται πληροφορίες και αντιδρούν στον κόσμο με τον δικό τους τρόπο.
Όταν κοιμάται, το δέρμα του πάλλεται με διαρκώς μεταβαλλόμενα χρώματα, υποδηλώνοντας κάτι που μοιάζει εντυπωσιακά με όνειρα. Αυτό το παράδοξο τροφοδοτεί πλέον ένα νέο κύμα ερευνών στη νευροεπιστήμη και όσα ανακαλύπτουν οι ερευνητές αμφισβητούν θεμελιώδεις παραδοχές για την ίδια τη νοημοσύνη.
Ένας εγκέφαλος βασισμένος σε ένα εντελώς διαφορετικό σχέδιο
Ο εγκέφαλος του χταποδιού έχει σχήμα δακτυλίου και περιβάλλει τον οισοφάγο. Περισσότεροι από τους μισούς νευρώνες του δεν βρίσκονται σε αυτή την κεντρική δομή αλλά στις οκτώ νευρικές δεσμίδες που διατρέχουν τα πλοκάμια του. Κάθε πλοκάμι λειτουργεί ουσιαστικά ως ένας κατανεμημένος «μίνι εγκέφαλος», ικανός να επεξεργάζεται πληροφορίες και να αντιδρά χωρίς να περιμένει οδηγίες από το κεντρικό νευρικό σύστημα.
Ακόμη και το οπτικό του σύστημα δεν εξηγείται εύκολα. Τα μάτια του χταποδιού μοιάζουν εντυπωσιακά με τα ανθρώπινα, ένα αξιοσημείωτο αποτέλεσμα συγκλίνουσας εξέλιξης, όμως οι εγκεφαλικές δομές που επεξεργάζονται τις εικόνες οργανώνονται με τρόπο που οι νευροεπιστήμονες ακόμη δεν μπορούν να χαρτογραφήσουν πλήρως.
«Είναι δύσκολο να περιγράψει κανείς πόσο διαφορετικό είναι», λέει ο νευροεπιστήμονας Cristopher Niell από το Πανεπιστήμιο του Όρεγκον. «Απλώς δεν έχουμε ιδέα πώς λειτουργεί».
Μια προδημοσίευση του Δεκεμβρίου από τον νευροβιολόγο William Schafer και τη μεταδιδακτορική ερευνήτρια Amy Courtney αποκάλυψε κάτι εξίσου εντυπωσιακό: το οπτικό σύστημα του χταποδιού περιέχει έναν υποδοχέα ντοπαμίνης που λειτουργεί ως άμεσος ιοντικός δίαυλος, ανοίγοντας αμέσως με την παρουσία της ίδιας της ντοπαμίνης.
Στα σπονδυλωτά, αντίθετα, η ντοπαμίνη ενεργοποιεί μια ξεχωριστή βιοχημική αλληλουχία. Ο ίδιος νευροδιαβιβαστής, αλλά με εντελώς διαφορετική λειτουργία.
600 εκατομμύρια χρόνια χωριστής εξέλιξης - και όμως παράξενα οικεία
Τα κεφαλόποδα και τα σπονδυλωτά εξελίσσονται ξεχωριστά εδώ και περισσότερα από 600 εκατομμύρια χρόνια.
Και οι δύο εξελικτικές γραμμές ανέπτυξαν ανεξάρτητα πολύπλοκα μάτια που σχηματίζουν εικόνες - μια σύγκλιση που εξακολουθεί να εκπλήσσει τους ερευνητές. Παρόμοιο μοτίβο εμφανίζεται και στη δημιουργία μνήμης: ορισμένες περιοχές του εγκεφάλου του χταποδιού χρησιμοποιούν ενίσχυση των συνάψεων, η οποία θεωρείται ότι αποτελεί τη βάση της μνήμης στα θηλαστικά, αλλά μέσω εντελώς διαφορετικών μοριακών μηχανισμών.
Οι ομοιότητες επεκτείνονται ακόμη και στο γονιδιωματικό επίπεδο. Δύο μεγάλες οικογένειες γονιδίων, που στα σπονδυλωτά επεκτάθηκαν για τη διαμόρφωση του νευρικού συστήματος, επεκτάθηκαν επίσης και στα χταπόδια - ανεξάρτητα και μέσω διαφορετικών μηχανισμών.
Από τις γιγάντιες νευρικές ίνες στη γονιδιωματική: ένα πεδίο που αναγεννήθηκε
Το 1929, ο απόφοιτος ζωολογίας John Zachary Young ανακάλυψε ότι τα καλαμάρια διαθέτουν νευρικές ίνες με διάμετρο έως και ενός χιλιοστού.
Η ανακάλυψη αυτή συνέβαλε στην αποκωδικοποίηση των βασικών μηχανισμών λειτουργίας των νευρώνων, μια συμβολή που η σύγχρονη νευροεπιστήμη εξακολουθεί να αναγνωρίζει.
Στη συνέχεια όμως η πρόοδος επιβραδύνθηκε. Τα χταπόδια δεν αναπαράγονται σε αιχμαλωσία και οι νευρώνες τους είναι μικροσκοπικοί και εξαιρετικά πυκνά συσκευασμένοι - «ένα απαίσιο γκρίζο πιάτο με σπαγγέτι», όπως τους περιγράφει η νευροβιολόγος Robyn Crook - γεγονός που καθιστά σχεδόν αδύνατες τις σταθερές καταγραφές.
Η καμπή ήρθε το 2015, όταν η Carrie Albertin, ο Cliff Ragsdale και οι συνεργάτες τους δημοσίευσαν το γονιδίωμα του χταποδιού.
Όπως αναφέρει ο Ragsdale, η δημοσίευση έδειξε ότι πλέον μπορούσαν να εφαρμοστούν στα κεφαλόποδα σύγχρονα μοριακά εργαλεία. Ερευνητές που μέχρι τότε ενδιαφέρονταν αλλά ήταν επιφυλακτικοί άρχισαν να εισέρχονται στον τομέα, προσαρμόζοντας τεχνικές καταγραφής σε εγκεφαλικές τομές και αναλύσεις γονιδιακής έκφρασης σε μεμονωμένα κύτταρα για αυτά τα ζώα.
Ένα χταπόδι διαθέτει περίπου 500 εκατομμύρια νευρώνες· σχεδόν τα δύο τρίτα από αυτούς δεν βρίσκονται στον εγκέφαλο, αλλά είναι κατανεμημένοι στα πλοκάμια και στις βεντούζες του
Τι αποκαλύπτουν το καμουφλάζ της σουπιάς και ο ύπνος των χταποδιών
Οι σουπιές προσφέρουν κάτι μοναδικό: μια οπτική απεικόνιση της εγκεφαλικής δραστηριότητας σε πραγματικό χρόνο μέσω των αλλαγών στο χρώμα και τα σχέδια του δέρματός τους.
Όπως λέει η Tessa Montague από το Πανεπιστήμιο Columbia, «κανένα άλλο ζώο δεν μπορεί να σου δείξει τι βλέπει, εκτός από τον άνθρωπο».
Έρευνα της ομάδας του Gilles Laurent στο Ινστιτούτο Max Planck έδειξε ότι οι σουπιές περνούν διαδοχικά από προσεγγιστικά μοτίβα καμουφλάζ πριν καταλήξουν στο βέλτιστο, μέσα από έναν μηχανισμό ανατροφοδότησης που βελτιώνει τη μεταμφίεση σε πραγματικό χρόνο.
Παράλληλα, έχουν παρατηρηθεί χταπόδια στον ύπνο να εμφανίζουν γρήγορες, μεταβαλλόμενες εκρήξεις χρωμάτων στο δέρμα τους.
Ερευνητές στην Ιαπωνία κατέγραψαν αυτές τις αλλαγές, ενισχύοντας την πιθανότητα ότι τα χταπόδια βιώνουν κάτι λειτουργικά ανάλογο με τα όνειρα.
Ξεχωριστά, το εργαστήριο του Niell εντόπισε έξι διαφορετικές κατηγορίες νευρώνων στον οπτικό λοβό, αποκαλύπτοντας μια δομική πολυπλοκότητα που δεν είχε καταγραφεί ποτέ στο παρελθόν.
Ένα αμοιβαίο όφελος για την κατανόηση της νοημοσύνης
Τα κεφαλόποδα είναι τα μοναδικά μη σπονδυλωτά ζώα που διαθέτουν μεγάλους και ιδιαίτερα λειτουργικούς εγκεφάλους, γεγονός που τα καθιστά το μοναδικό πραγματικό σημείο σύγκρισης για το ερώτημα αν η νοημοσύνη των σπονδυλωτών βασίζεται σε καθολικές αρχές ή αποτελεί απλώς μία από πολλές πιθανές εξελικτικές λύσεις.
Αν αποδειχθεί ότι υπάρχουν κοινές βαθιές οργανωτικές αρχές, τότε αυτό θα υποδείξει την ύπαρξη καθολικών κανόνων της νόησης.
Αν όμως το χταπόδι κατάφερε να δημιουργήσει κάτι εξίσου λειτουργικό με εντελώς διαφορετικά μέσα, τότε αποδεικνύεται κάτι εξίσου σημαντικό: ότι δεν υπάρχει ένα και μοναδικό σχέδιο για τη δημιουργία ενός νου.
Όπως και να έχει, το χταπόδι μας αναγκάζει να θέσουμε ένα πιο δύσκολο ερώτημα σχετικά με το τι πραγματικά απαιτείται για να υπάρξει νοημοσύνη. Και τι σημαίνει αυτό για την κατανόηση του νου - συμπεριλαμβανομένου και του δικού μας.
www.worldenergynews.gr
