Щупальца осьминога умеют принимать самостоятельные решения

0

Исследователи, изучающие поведение и неврологию осьминогов, давно подозревали, что у щупалец этих животных может быть собственный разум. Новая работа ученых, представленная в Белвью, штат Вашингтон, это первая попытка всестороннего представления потока информации между присосками, щупальцами и мозгом осьминога, основанная на предыдущих исследованиях нейробиологии и поведения осьминога и новых видеонаблюдениях, проведенных в лаборатории.

Новое исследование подтверждает предыдущие выводы о том, что присоски осьминога могут инициировать действия в ответ на информацию, которую они получают из окружающей среды, координируя действия с соседними присосками идущими вдоль щупалец. Затем щупальца обрабатывают сенсорную и моторную информацию и собирают коллективные действия в периферической нервной системе, не ожидая команд со стороны мозга.

Работу представил Доминик Сивитилли, аспирант по поведенческой неврологии и астробиологии в Университете Вашингтона в Сиэтле. В конечном счете, исследователи хотят использовать свою модель, чтобы понять, как решения, принимаемые локально в щупальцах осьминога, вписываются в контекст сложных форм поведения, таких как охота, требующих команд от мозга.

«Один из основных вопросов, которые у нас возникают, заключается в том, как будет работать распределенная нервная система, особенно когда она пытается делать что-то сложное, например, перемещаться по жидкости и находить пищу на дне океана. Есть много открытых вопросов о том, как эти узлы в нервной системе связаны друг с другом», – сказал Дэвид Гир, нейробиолог из Вашингтонского университета и советник Сивитилли по проекту.

По словам Сивитилли, осьминог, подобен научно-вымышленными инопланетянами из космоса, с их непохожим на наш разумом. Он верит, что понимание того, как осьминог воспринимает свой мир, приблизит нас к пониманию разумной жизни за пределами нашей планеты, с которой земляне когда-нибудь могут встретиться. «Это дает нам понимание разнообразия познания в мире и, возможно, во Вселенной», – считает ученый.

У осьминогов много сходного с позвоночными, например с людьми, но архитектура его нервной системы принципиально отличается, потому что они эволюционировал после того, как позвоночные и беспозвоночные расстались эволюционным путем, более 500 миллионов лет назад.

Позвоночные организуют центральную нервную систему в спинном мозге, что приводит к высокоцентрализованной обработке информации в головном мозге. Головоногие, подобно осьминогу, выделяли множественные концентрации нейронов, называемых ганглиями, расположенных в распределенной сети по всему телу. Некоторые из этих ганглиев становились все более доминирующими, превращаясь в мозг, но основная распределенная архитектура сохраняется в щупальцах осьминога и по всему его телу.

«На щупальцах у осьминога есть нервное кольцо, которое обходит мозг. Поэтому они могут передавать информацию друг другу без ведома мозга», – сказал Сивитилли. «Таким образом, хотя мозг не совсем уверен, где в пространстве находятся щупальца, сами щупальца прекрасно «осведомлены» о местоположения относительно друг друга. И это позволяет им координироваться во время различных действий. Например, при передвижении в пространстве».

Из 500 миллионов нейронов осьминога более 350 миллионов находятся в его восьми конечностях. Щупальца должны обладать всей этой вычислительной мощностью для управления поступающей сенсорной информацией, перемещения и отслеживания их положения в пространстве. Обработка информации в щупальцах позволяет осьминогу думать и реагировать быстрее. Это, как параллельные процессоры в компьютерах.

Сивитилли работает с самым большим осьминогом в мире, осьминогом-гигантом Тихого океана, а также с осьминогом красного или рубинового восточно-тихоокеанского региона. Оба вида являются родными для Пьюджет-Саунд у побережья Сиэтла и у моря Салиш. Эти животные обладают способностями к обучению и решению проблем, аналогичных тем, которые изучались у ворон, попугаев и приматов.

Чтобы развлечь осьминогов и изучить их движения, Сивитилли и его коллеги подарили осьминогам интересные новые объекты для исследования, такие как шлакоблоки, текстурированные камни, Legos и сложные лабиринты с едой внутри. Его исследовательская группа ищет образцы, которые показывают, как нервная система осьминога делегирует полномочия щупальцам, когда животное приближается к задаче или реагирует на новые стимулы, ища подсказки. Ученые изучают, какие движения направляет мозг, а какие он «доверяет» решать щупальцам самостоятельно.

Сивитилли использовал камеру и компьютерную программу, чтобы наблюдать за осьминогом, исследующим предметы в своем аквариуме в поисках пищи. «Вы видите множество маленьких решений, принимаемых этими распределенными ганглиями, просто наблюдая за движением щупалец, поэтому одно из первых, что мы делаем, пытаемся понять, как на самом деле выглядит это движение, с вычислительной точки зрения».

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ