永遠不要挑戰隨著流行音樂和鎖定舞蹈的結束,這是我祖父總是說的。它們有八條像蠕蟲一樣的手臂,表現出非凡的靈活性和控制力,現在科學家發現了它們神經系統的一個奇怪特徵,使之成為可能。章魚透過分段的軸向神經索連接到各個吸盤,為它們的手臂展示了一種前所未見的空間映射系統,一位科學家將其命名為「吸盤錯位」。
芝加哥大學神經生物學教授、該研究的資深作者克利夫頓·拉格斯代爾(Clifton Ragsdale) 博士在一篇論文中表示:「如果你想要有一個神經系統來控制這種動態運動,那麼這是一個很好的設定方法。陳述。 “我們認為這是軟體頭足類動物特有的進化特徵,這些軟體頭足類動物具有吸盤,可以進行類似蠕蟲的運動。”
章魚有八隻手臂,每隻手臂都有自己廣泛的神經系統,這些神經系統加起來所含的神經元比動物大腦中的神經元還要多。它們集中在軸神經索(ANC)周圍,當軸神經索纏繞在肢體上時,軸神經索包圍了所有吸盤。 ANC 與肌肉組織的具體連接方式尚不清楚,因此一個團隊研究了加州兩點章魚,雙斑章魚,找出答案。
透過觀察從手臂上採集的薄條組織樣本,他們觀察到神經元如何被包裝成由間隙(稱為隔膜)分隔的片段。他們還發現每個節段都與下一個節段連接到不同的肌肉區域。這聽起來很奇怪,但當你考慮到所有手臂都需要根據局部特異性進行操作,同時還作為整個附肢同步移動時,這是有道理的。
領導這項研究的計算神經科學研究生卡薩迪·奧爾森(Cassady Olson) 表示:「從建模的角度考慮,為這個又長又靈活的手臂建立控制系統的最佳方法是將其分成幾個部分。 “各個部分之間必須有某種形式的溝通,你可以想像這將有助於平滑運動。”
這些隔膜間隙也是每個吸盤的神經從 ANC 出發的地方,連接到它們的外緣。這種設置可能意味著神經系統有效地創建了一個包含每個吸盤位置的空間圖,這些吸盤可以獨立移動,並且能夠品嚐和嗅到它們接觸到的任何東西。
把它想像成一隻手臂,上面佈滿了手、舌頭和鼻子,你就會明白為什麼強有力地控制它們是如此重要。正是這種空間測繪系統的「吸盤」讓章魚能夠在環境中快速移動,並在移動過程中獲得有價值的資訊。
此外,研究團隊發現長鰭近海魷魚(皮氏金龜子)也有分段的 ANC,但僅限於其附肢的吸盤部分。這顯示這是控制頭足類動物感覺臂的關鍵適應,而對於章魚來說,感覺臂構成了它們身體的絕大多數。
章魚經常被認為是最好的在地球上被發現,隨著我們更多地了解它們令人困惑的大腦和電路手臂,這種比較似乎比以往任何時候都更合適。
該研究發表於自然通訊。