Восьминоги – головоногі молюски із розвиненим головним мозком та складною поведінкою. Вони справедливо вважаються одними з найрозумніших безхребетних тварин. Як і будова всього тіла, архітектура їхнього мозку вкрай відмінна від нашої. Навіть мозок риби і то більш подібний до нас, вже не кажучи про стандартних лабораторних тварин як то миші чи щури. Крім того, більше половини нервових клітин містяться у периферійних вузлах, які здатні керувати рухами кінцівок автономно від центрального мозку. У той же час, поведінка восьминогів досить складна та характеризується високою адаптивністю і здатністю до навчання. Наприклад, вони здатні опанувати якусь дію, просто спостерігаючи за діями інших. Як хижаки ці тварини здатні полювати на саму різну жертву, від риб до двостулкових молюсків, як активно переслідуючи, так і чекаючи в засідці. Усе це вимагає вкрай різноманітних дій та алгоритмів прийняття рішень, тож у значній мірі поведінкова пластичність восьминогів є результатом їхньої екології. Порівняння роботи нашого мозку та настільки несхожого на наш мозку восьминогів може виявити різновиди вирішення тих самих когнітивних задач за допомогою різного нейронального субстрату.

Але як зазирнути в процеси, які відбуваються всередині мозку? У хребетних тварин одним з інструментів є вживлення електродів та спостереження за роботою нейронів відповідно до поточної поведінки. Із восьминогами це не так просто. По-перше, вони мешкають у воді, яка погано сумісна із електронним обладнанням або передаванням радіохвиль низької інтенсивності. По-друге, в них відсутній жорсткий скелет, до кісток якого можна кріпити елементи реєструвальної техніки. Натомість, в них є вісім гнучких та сильних ногорук, якими вони легко ліквідовують усі зайві дроти та інше, що учені захочуть прикріпити до тіла. Саме цю методичну проблему вирішив колектив дослідників, до складу якого входить і автор цієї сторінки.

Нами вперше розроблено спосіб безперервної реєстрації активності мозку восьминогів, що дозволяє їм вільно пересуватися та не спричиняє істотного дискомфорту. Основою є мініатюрний реєстратор нейрональної активності Neurologger, що був розроблений в Університеті Цюріха та початково призначений для вимірювання роботи мозку голубів та інших летючих тварин. Для нього був розроблений спеціалізований водонепроникний контейнер, який ховався під шкіру. Записували активність електродів, розташованих у ділянках мозку, що, як вважається, відповідають за навчання та пам’ять. Запис тривав 12 годин, протягом яких поведінка ретельно фільмувалася. За посиланням є відео, як все це виглядає – радимо подивитися Важливо, що за результатами спостереження, поведінка тварин лишилася нормальною, тож вони добре переносять розроблену хірургічну операцію.

Очікувано, активність мозку восьминогів виявилася зовсім несхожою на таку мозку людини чи гризунів. У ній переважали повільні (до 2 Гц) високоамплітудні хвилі. Отриманих даних поки недостатньо, абі ідентифікувати, які хвилі чи їхні особливості пов’язані із тими чи іншими формати поведінки, але певні закономірності є – радимо подивитися красивенні картинки з статті. Тож, використання розробленого методу допоможе краще вивчити поведінку та мозкові процеси цих дивовижних тварин.

Джерело: Gutnick T, Neef A, Cherninskyi A, Ziadi-Künzli F, Di Cosmo A, Lipp HP, Kuba MJ. Recording electrical activity from the brain of behaving octopus. Curr Biol. 2023 Mar 27;33(6):1171-1178.e4. doi: 10.1016/j.cub.2023.02.006