Naukowcy z Uniwersytetu Stanowego w San Francisco zrobili znaczący krok w zrozumieniu złożoności ramion ośmiornicy, tworząc trójwymiarowe mapy szczegółowo opisujące skomplikowany układ nerwowy ramion. W przeciwieństwie do ludzi, których mózgi kontrolują wszystkie funkcje motoryczne, ramiona ośmiornicy wydają się funkcjonować częściowo niezależnie, prawie tak, jakby każde ramię miało swój własny „rdzeń kręgowy”. Ta autonomia pomaga tym stworzeniom wykonywać skomplikowane zadania. Zadania te mogą obejmować otwieranie słoików i używanie narzędzi, a wszystko to przy ograniczonej bezpośredniej kontroli mózgu nad każdym ramieniem.
Zaawansowane mapowanie oferuje nowy wgląd
The badaniakierowany przez Robyn Crook, profesor nadzwyczajny i zastępcę kierownika Wydziału Biologii Stanu SF, zajmuje się odwiecznym pytaniem z zakresu biologii morskiej: w jaki sposób ramiona ośmiornicy radzą sobie z tak złożonymi zachowaniami bez ciągłego wkładu mózgu? Korzystając z zaawansowanych technik obrazowania 3D, Gabrielle Winters-Bostwick, doktorantka, i Diana Neacsu, absolwentka, stworzyły szczegółowe mapy anatomiczne i molekularne, które ujawniają wyjątkową organizację ramion ośmiornicy.
W badaniu Winters-Bostwick wykorzystano znaczniki molekularne do wyróżnienia różnych typów neuronów, ujawniając, że neurony na czubku ramienia różnią się znacznie od tych znajdujących się w pobliżu centralnego mózgu. W międzyczasie Neacsu wykorzystał trójwymiarową mikroskopię elektronową do zbadania organizacji strukturalnej, odkrywając powtarzające się wzorce w gałęziach nerwowych i zwojach na ramieniu.
Kluczowa rola zaawansowanego obrazowania
Badania były możliwe dzięki zaawansowanej technologii obrazowania opracowanej przez SF State, w szczególności mikroskopowi Leica STELLARIS znajdującemu się w Uniwersyteckim Centrum Obrazowania Komórkowego i Molekularnego (CMIC). Ten zasób zmienił zasady gry dla zespołu. „Bez tego mikroskopu większość naszych badań nie byłaby możliwa” – zauważył Crook.
Ustalenia z tych map mogą zrewolucjonizować nasze rozumienie fizjologii ośmiornic, a opracowane narzędzia zostaną prawdopodobnie przyjęte przez inne laboratoria badające neuronaukę głowonogów. Celem badaczy jest zbadanie, w jaki sposób ramiona ośmiornicy reagują na bodźce i zbadanie ewolucyjnych przyczyn ich wyjątkowej struktury układu nerwowego.
