این هشت‌پای شگفت‌انگیز دانشمندان را متحیر کرد

یک کشف جدید درباره سیستم عصبی هشت‌پا (اختاپوس) بینش تازه‌ای درباره تکامل سیستم‌های عصبی پیچیده ارائه کرده و این ظرفیت را دارد که الهام‌بخش توسعه و ساخت تجهیزات خودکار زیرآبی و سایر نوآوری‌های مهندسی رباتیک باشد.

در یک تحقیق اخیر که در نشریه «بیولوژی اکنون» (Current Biology) منتشر شده است، یک خصوصیت جدید و شگفت‌آور در سیستم عصبی اختاپوس کشف کردند: یک ساختار که به رشته‌های عصبی درون‌ماهیچه‌ای (intramuscular) اجازه می‌دهد تا بازو‌ها را به طرف‌های مخالف (بدن) حیوان مرتبط سازد.

این کشف اعجاب‌انگیز بینش‌های جدیدی در مورد این مساله ایجاد می‌کند که گونه‌های حیوانی بی‌مهره چگونه به طور مستقل سیستم‌های عصبی پیچیده ایجاد کرده‌اند. این مساله همچنین می‌تواند الهام‌بخش مهندسی رباتیک و ابداع وسایل جدید خودکار زیرآبی باشد.

از دیرباز باور بر این بوده که این رشته‌های عصبی درون‌ماهیچه‌ای (INCs) خودپذیر یا تحریک‌پذیر توسط تحریکات درونی (proprioceptive) هستند؛ بنابراین هدف جالبی برای کمک به پاسخگویی به نوع سوالاتی است که در آزمایشگاه ما مطرح می‌شود. تا الان کار زیادی روی آن‌ها انجام نشده، اما آزمایش‌های گذشته نشان داده است که آن‌ها برای کنترل بازو مهم هستند.

این تیم تحقیقاتی در ابتدا به بررسی طناب‌های عصبی محوری بزرگ‌تر در بازو‌ها پرداخت، اما متوجه شدند که رشته‌های عصبی درون ماهیچه‌ای در قاعده بازو متوقف نمی‌شوند بلکه به خارج از بازو و داخل بدن حیوان ادامه می‌دهند. با درک اینکه کار کمی برای کشف آناتومی رشته‌های عصبی درون‌ماهیچه‌ای انجام شده است، آن‌ها شروع به ردیابی اعصاب کردند و انتظار داشتند که حلقه‌ای شبیه به طناب‌های عصبی محوری در بدن اختاپوس تشکیل دهند.

این محققان از طریق تصویربرداری تشخیص دادند که حداقل دو تا از چهار رشته عصبی درون ماهیچه‌ای علاوه بر طول هر بازو به داخل بدن اختاپوس کشیده می‌شوند، جایی که دو بازوی مجاور را دور زده و با رشته‌های عصبی بازوی سوم ادغام می‌شوند. این الگو به این معنی است که همه بازو‌ها به طور سیستماتیک به هم متصل هستند.

محققان هنوز نمی‌دانند که این طراحی آناتومیک چه کارکردی ممکن است داشته باشد، اما ایده‌هایی در این زمینه دارند. ممکن است این اعصاب اجازه کنترل غیرمتمرکز بر واکنش یا رفتار انعکاسی را بدهند. همچنین ممکن است تداوم بازخورد حس عمقی (proprioceptive) و کنترل حرکتی (موتور) را در امتداد طول خود فراهم کنند.

این تیم تحقیقاتی در حال حاضر در حال انجام آزمایش‌هایی هستند تا ببینند آیا می‌توانند با بررسی فیزیولوژی رشته‌های عصبی درون ماهیچه‌ای و طرح‌بندی منحصربه‌فرد آنها، بینشی در مورد این مساله به دست آورند. آن‌ها همچنین در حال مطالعه سیستم عصبی سایر سرپایان (cephalopods) از جمله ماهی مرکب (squid) و کیسه ماهی (cuttlefish) هستند تا ببینند آیا آناتومی مشابهی دارند یا خیر.

در نهایت، این تحقیق علاوه بر روشن کردن شیوه‌های عجیب و غیرمنتظره طراحی سیستم عصبی در گونه‌های بی‌مهرگان، شناخت این سیستم‌ها می‌تواند به توسعه فناوری‌های مهندسی شده جدید مانند ربات‌ها کمک کند.