Каково это быть осьминога?

Осьминоги, наряду с их кумачиками из цефалоподобных кальмаров и каракатицей, считаются одними из самых умных беспозвоночных там. Они имеют большой мозг и способны быстро освоить множество лабораторных тестов, связанных с сенсорным обучением и памятью.

Общий осьминог, Осьминог обыкновенный. Фото Х. Целля.

В отличие от большинства животных (включая людей), осьминоги не ограничены в своих движениях жестким скелетом. С их мягкими телами и несколькими плечами у них почти безграничная гибкость.

Но поскольку у них нет жесткой структуры, считалось, что центральная нервная система осьминогов имеет ограниченный контроль над своими конечностями. Хотя они были суперзвездами во многих лабораторных тестах интеллекта, осьминоги замалчивали исследователей, последовательно терпя неудачу в задачах, которые требовали от них комбинировать информацию о награждении центральной нервной системы визуальным и периферийным знанием местоположения их оружия.

• Покупки для хороших генов: у умных мужчин лучше сперма.
• Раскрытие скрытого фактора в школьной реформе
• Итак, если есть родительский фаворитство, что насчет дедушкин фаворитства?
• Наши дети: когда тишина не золотая
• «Наташа Эйнштейн» Шимпанзе Валедиктор

Как исследователи могут попытаться понять и расшифровать поведение и способности осьминогов? Доктор Майкл Куба, научный сотрудник Еврейского университета Института наук о жизни Зильбермана, пытается это сделать. В августе он представил свою работу соавторам Тамар Гутник и Биньямин Хохнер на Международном конгрессе по нейроэктологии в Колледж-парке в Мэриленде.

Куба, Гутник и Хохнер разработали лабиринт из прозрачного плексигласа с тремя вариантами, который потребовал, чтобы осьминог использовал одну руку и направил ее в визуально заметное отделение за пределами своего резервуара. Их результаты показывают, в первый раз, что осьминог способен направлять одну руку в сложном движении к месту. Эти результаты показывают, что осьминоги могут комбинировать информацию о местоположении периферийного плеча с визуальным вводом для управления целенаправленными движениями.

Я спросил Майкла Кубы о его исследовании этих «необычно воплощенных» животных и о том, что делает осьминоги настолько увлекательными для работы.

• Абсолютное сотрудничество с неизбежным
• В воздухе: разве мы танцуем?
• Три способа праздновать смерть бен Ладена
• Виртуальные зомби, огры и руда, Oh My!
• Добро пожаловать в генетический перекресток

Название вашего плаката было «Встреча с инопланетянами: поведенческие эксперименты на осьминоге». Что делает осьминога таким инопланетянином?

Майкл Куба: Осьминоги разные, поскольку они обладают мягким гибким телом, у которого нет никаких очевидных ориентиров, таких как мы, или любое другое сочлененное животное. Конечно, черви имеют одинаковые свойства своих тел, только они не такие подвижные и активные, как осьминоги. Осьминоги и другие головоногие также имеют самую сложную нервную систему любых моллюсков. Они имеют уникальную передовую визуальную систему, аналогичную системе большинства позвоночных. Жизнь в чувственном мире, очень отличном от нашего собственного, осьминоги обеспечивают вызов и вдохновение для поколений исследователей.

Как вы начали интересоваться поведением осьминогов?

Фото: Кэролайн Роджерс, Геологическая служба США

Kuba:

Друг зарегистрировал меня, поэтому я стал участником проекта осьминога в Институте Конрада Лоренца в Альтенберге (дом, где вырос Конрад Лоренц). После того, как я закончил магистерскую степень (по ультраструктуре почек рептилий), я начал там аспирантуру.

Опишите модифицированный лабиринт Y, который вы разработали. Почему вы разработали эту новую задачу специально для осьминога и что вы надеялись извлечь из нее?

Куба: В течение многих лет исследования на осьминогах были сосредоточены на простых тестах на обучение, основанных на врожденной реакции атаки животных. В сочетании с экспериментами по хирургическому поражению исследователи смогли идентифицировать некоторые из наиболее важных нейронных путей в нервной системе осьминога. Но очень важный вопрос остался без ответа – насколько и как это мягкое тело управляет своим телом, и в частности, его оружием?

Используя модификацию Y-образных лабиринтов, мы исследовали, если осьминоги обладают большим контролем над их телами, чем считалось ранее. ( Смотрите превосходный видеоролик из исследовательской группы, демонстрирующий лабиринт выше ). Мы разработали несколько различных лабиринтов, которые имеют две общие черты: их можно использовать в hometank octopuses, и они пытаются справиться с вопросами осознания тела и управления двигателем. Форма лабиринта, узкая центральная трубка, открывающаяся в три отсека выбора, была основана на естественном движении зондирования, которое часто выполняют стрелки осьминогов при изучении и охоте в небольших щелях и под скалами. Лабиринт Y, установленный на переднем стекле резервуара, позволяет наблюдать за присосками, пока они выполняют несколько задач, таких как поиск или извлечение объектов.

Чтобы достигнуть награды за еду, осьминоги должны были достигнуть одной руки через трубку, из воды и в воду отсека цели. В отсеке цели было небольшое вознаграждение за еду и был отмечен черным диском.

Как осьминоги выполняли эту задачу? Вы видели индивидуальные различия в разных осьминогах? Можете ли вы сравнить их обучение с другими животными?

Куба: Наши результаты показывают, что осьминоги способны запоминать и повторять серию моторных действий, которые приводят их к желаемой цели. Чтобы выполнить задачу, животные идентифицировали цель, связав ее с положительной наградой, позиционировали себя с ясным видом на цель, вставляли руку в центральную трубку и пытались направлять свою руку к отсеку цели.

Производительность была очень различной на индивидуальном уровне. Основная проблема заключалась в том, что у нас были некоторые животные, которые были «чрезмерными»: эти животные заняли гораздо больше времени, чем другие, которые более осторожно подошли к лабиринту. В конце концов, все, кроме одного из семи тестируемых осьминогов, достигли критерия для изучения задачи, что было пятью правильными испытаниями подряд. Шесть успешных осьминоги взяли между 61 и 211 испытаниями, чтобы достичь этого критерия, и пять из них смогли успешно выполнить эту задачу менее чем в 90 испытаниях.

С какими конкретными направлениями, по вашему мнению, ваши исследования могут или должны идти отсюда? Можем ли мы узнать, что значит быть осьминогами?

Куба: Надеюсь, мы поближе приблизимся к этому шаг за шагом. Я думаю, что большая проблема будет заключаться в разработке и проведении экспериментов, которые помогут нам понять сенсорный мир, в котором живет осьминог. Конечно, это гораздо легче сказать, чем сделать. План состоит в том, чтобы продолжать использовать серии лабиринтов или других приспособлений, которые заставляют осьминога использовать определенные чувства (либо исключительно, либо совместно с другими) для решения конкретных задач. Я хочу продолжить движение по линии сознания тела и управления двигателем – это точно. Я также хотел бы вернуться к теме моего док-документа и попробовать новые методы, чтобы иметь возможность получать записи от поведения животных.

Ссылки по теме:

Octopus vulgaris использует визуальную информацию для определения местоположения его руки

Исследовательская группа Octopus в Еврейском университете