У осьминога есть собственный мозг в каждой руке! Ученые объясняют многозадачность

Осьминоги давно стали предметом интереса для биологов, но последние исследования показали, что их руки — это не просто продолжение тела. Каждая из восьми конечностей осьминога содержит сложную нейронную структуру, которая позволяет ей двигаться самостоятельно. Более того, в каждой руке есть нечто, что можно сравнить со спинным мозгом позвоночных, что объясняет частичную автономию этих конечностей.

Эту необычную способность осьминогов удалось разгадать благодаря исследованию, проведенному учеными, и опубликованному в журнале Nature Communications. По словам одного из авторов исследования, Кэссиди Олсон, ключом к разгадке является структура, называемая осевым нервным тяжом (ОНТ), который проходит через центр каждой руки осьминога. Этот нервный тяж можно сравнить со спинным мозгом, так как он содержит множество нейронов, управляющих движениями, что делает руки осьминога достаточно независимыми для выполнения различных задач.

— Можно представить осевой нервный тяж как нечто похожее на спинной мозг, только проходящее через центр каждой руки, — объясняет Олсон. — Благодаря этой структуре руки осьминога могут работать автономно, но при этом оставаться частью общего организма.»

В чем уникальность осевого нервного тяжа?

Осевой нервный тяж — это ключевая структура, обеспечивающая автономное движение конечностей. В отличие от человека, у осьминога нет такой четкой центральной нервной системы, которая бы жестко контролировала все его действия. Вместо этого его руки оснащены нервными центрами, которые могут работать и принимать решения локально, не отправляя команды в мозг. Это объясняет способность осьминога одновременно выполнять несколько задач. Например, одна рука может исследовать морское дно, в то время как другая с легкостью вскрывает раковину.

— Каждая рука осьминога похожа на отдельную автономную систему, которая может реагировать на раздражители и выполнять действия без участия центрального мозга, — утверждает Кэссиди Олсон.

Эти автономные действия рук осьминога были продемонстрированы в экспериментах, где ученые ампутировали одну из конечностей осьминога, и она продолжала двигаться, словно живая, несмотря на отсутствие связи с мозгом.

Щупальца осьминога как роборуки

Что касается практических применений, это открытие может оказать влияние на разработку технологий, особенно в области робототехники. Осьминоги, как и другие морские животные, обладают уникальными физическими возможностями, такими как гибкость и невероятная сила захвата, благодаря своим присоскам. Исследования в области «мягкой робототехники», которая включает в себя создание роботов, выполненных из гибких материалов, активно вдохновляются особенностями строения осьминогов. Структура их рук и способ управления движениями с помощью осевого нервного тяжа могут стать основой для разработки роботов, которые будут обладать высокой маневренностью и универсальностью в выполнении различных задач.

— Наше исследование может оказать влияние на разработку новых типов роботов с гибкими, адаптивными конечностями, которые будут способны выполнять различные действия одновременно, как это делает осьминог, — поясняет Олсон.

Создание роботов с подобной нейронной структурой могло бы радикально изменить подходы к разработке роботов для использования в различных отраслях, от медицины до спасательных операций. Например, роботы с присосками, имитирующие действия осьминога, могут стать настоящим прорывом в области захвата и манипуляции с объектами, поскольку они смогут адаптироваться под различные формы и поверхности.

Локальная обработка информации и преимущества нейробиологии осьминогов

Одним из интересных аспектов исследования стало обнаружение сегментированной структуры осевого нервного тяжа, которая играет ключевую роль в автономности движений. Эта сегментация напоминает структуру тела некоторых других животных, таких как черви, у которых тело разделено на отдельные сегменты. Однако, в отличие от червей, у осьминогов сегментация находится не в теле, а в нервной системе, и именно это делает осьминогов такими уникальными.

— Модульная структура нервной системы осьминога позволяет локально обрабатывать информацию и управлять движениями, делая каждую руку как бы маленьким независимым 'мозгом', который выполняет свою работу, — добавляет эксперт.

Сегментация нервной системы осьминога помогает его рукам эффективно реагировать на изменения окружающей среды и выполнять действия, которые требуются в данный момент, будь то захват объекта или манипуляция с предметом.

Ранее эксперты рассказали, что происходит с экзотическими животными, если они пережили своих владельцев.