Биологи раскрыли архитектуру центров зрения в мозге осьминогов

Американские нейрофизиологи изучили структуру центров зрения в мозге осьминогов и раскрыли их уникальную архитектуру, которая помогает этим моллюскам видеть окружающий мир не хуже млекопитающих. Работа опубликована в журнале Current Biology. О результатах в понедельник сообщила пресс-служба университета штата Орегон.

"Нам удалось выявить шесть подклассов нервных клеток, которые присутствуют в оптической доле мозг осьминогов. К примеру, мы открыли наборы нейронов, которые вырабатывают гормон октопамин, повышающий остроту зрения беспозвоночных. Теперь у нас есть возможность изучить то, какие функции исполняют данные типы нейронов, связанные с удивительным зрением осьминогов", - заявил доцент университета штата Орегон в Юджине (США) Кристофер Нилл, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Осьминоги и кальмары традиционно считаются одними из самых "продвинутых" беспозвоночных живых существ, обладающих сложной нервной системой, в том числе мозгом, а также необычными органами чувств. В частности, эти головоногие моллюски способны видеть не только при помощи глаз, но и всей кожей в целом, а их щупальца при этом обладают уникальной автономной нервной системой и вкусовыми рецепторами.

Нилл и его коллеги заинтересовались тем, существуют ли сходства в устройстве тех областей мозга, которые отвечают за обработку и восприятие зрительной информации, которую люди и осьминоги получают при помощи глаз, устроенных очень схожим образом. Руководствуясь этой идеей, ученые приобрели несколько молодых осьминогов вида Octopus bimaculoides и проследили за активностью большого числа генов в их нервных клетках.

Уникальный мозг

Особое внимание, как отмечают исследователи, они уделяли тем участкам ДНК, которые ранее ассоциировались с работой органов зрения и нервной системы как у людей, так и у мушек-дрозофил, а также некоторых других головоногих молюсков. В общей сложности, исследователи получили данные по активности генов в 26 тыс. клеток, извлеченных из разных областей внутри центров зрения в мозге Octopus bimaculoides.

Анализ показал, что в оптической доле мозга осьминогов присутствуют шесть крупных подклассов нервных клеток, которые вырабатывают различные химические сигналы и заметно отличаются друг от друга по форме, устройству и уровню активности. Характер взаимодействий между этими клетками, а также структура связей между ними, оказалась абсолютно не похожими на то, как устроены зрительные регионы коры мозга человека и других млекопитающих.

В дополнение к этому, ученые обнаружили, что примерно треть нервных клеток в зрительной доле мозга осьминогов является незрелой. Это говорит о том, что структура данного региона нервной системы головоногих моллюсков постоянно меняется и усложняется по мере созревания и роста этих нейронов. В дополнение к этому ученые открыли большое число клеток, которые реагировали на нетипичные для мозга позвоночных сигнальные молекулы, такие как октопамин и оркокинин.

Как надеются исследователи, роль и функции этих веществ, а также свойства связанных с ними групп нейронов, будут раскрыты в ходе последующих опытов на осьминогах. В их рамках ученые планируют изучить то, как отключение или принудительная активация генов, связанных с работой этих сигналов, повлияет на зрение и поведение Octopus bimaculoides и других осьминогов.