A tintahalak különös mozgásukkal, mélytengeri élőhelyükkel és meglepően hatalmas genomjukkal évszázadok óta lenyűgözik az embereket. Most pedig a tudósok először tették be a fejlábúakat egy MRI-berendezésbe, hogy jobban megnézzék az agyukat – és kiderült, hogy sokkal jobban hasonlítanak egy másik, az ember számára kedves állatra, mint azt eddig gondoltuk.

Ez így van:

A tudósok egy MRI-berendezés segítségével alaposan megnézték egy fiatal zátonykalmár agyát. Sikerült 145 eddig ismeretlen pályát és kapcsolatot azonosítaniuk, ami segíthet megfejteni egy ügyes kalmárkészség – az álcázás – rejtélyét.

A kutatók szerint ez nagy lépés a kalmárok agyának bonyolult idegi kapcsolatai – az úgynevezett konnektom-térkép – teljes útmutatójának megalkotása felé.

“Ez az első alkalom, hogy modern technológiával sikerült feltárni ennek a csodálatos állatnak az agyát” – mondta Chung egy nyilatkozatban.

A tanulmány, amelyet Wen-Sung Chung és Justin Marshall, a Queenslandi Egyetem kutatói vezettek, ebben a hónapban jelent meg az iScience című folyóiratban.

Okos fejlábúak

Chung kifejtette, hogy a fejlábúaknak – a tintahalakat és polipokat is magában foglaló családcsoportnak – “híresen összetett agyuk van, amely megközelíti a kutyákét, és meghaladja az egerekét és a patkányokét, legalábbis az idegsejtek számát tekintve.”

Egyik fejlábúnak több mint 500 millió idegsejtje van – körülbelül ugyanannyi, mint a kutyáknak, amelyek 530 millió körül járnak. A patkányoknak csak 200 millió van. Az embereket eközben valahol 100 milliárd neuronnal áldotta meg az ég – de ne hagyjuk, hogy ez a fejünkbe szálljon. A több millió neuron nem mindig jelenti ugyanazt a képességet – mint például a test színének tetszés szerinti megváltoztatása.

A tanulmányban leképezett Sepioteuthis lessoniana fajhoz hasonló tintahalak agyi ereje az egyik oka annak, hogy képesek parancsra színt váltani. Ironikus módon a tintahalak színvakok – így sajnos nem túl ügyesek abban, hogy megfigyeljék testük színváltozását. De ez a képesség azon tulajdonságok közé tartozik, amelyek a tintahalakat olyan menővé teszik – akárcsak a számolási és problémamegoldó képességük.

“Láthatjuk, hogy sok idegi áramkör az álcázásra és a vizuális kommunikációra szolgál” – mondta Chung. Ez adja a tintahalak “egyedülálló képességét” a ragadozók elől való elrejtőzéshez, a vadászathoz és az egymással való kommunikációhoz.

De ahhoz, hogy egyáltalán elvégezhessék a vizsgálatot, a kutatóknak először be kellett tenniük a tintahalakat az MRI-készülékbe – amihez először rögzíteniük kellett a (halott) tintahalakat, majd meg kellett őrizniük a szövetüket a vizsgálathoz.

Amint bekerültek a gépbe, a kutatók részletesen le tudták képezni az agyukat. Mintákat is vettek a tintahalak agyából, és különböző elemzéseket végeztek, hogy átfogó képet tudjanak rajzolni az idegi kapcsolataikról.

Jövőbeli irányok

Az adatokból a kutatók pontosabb információkat szerezhetnek a tintahalak egyes tulajdonságairól, például kideríthetik, hogy a tintahalak miért mutatnak egy adott időpontban bizonyos színt. Például egy tintahal megváltoztathatja a teste színét, ha egy ragadozó van a közelben, hogy elvegyüljön a környezetében. Ha azonban felülről figyelik, a fejlábú csak a feje színét változtatja meg.

“Eredményeink remélhetőleg bizonyítékokkal szolgálnak majd ahhoz, hogy megértsük, miért mutatnak ezek a lenyűgöző élőlények ilyen változatos viselkedést és nagyon különböző interakciókat” – mondta Chung.

Az új kutatás újabb újdonságot jelent a fejlábúak tanulmányozásában, egy nemrég készült tanulmány után, amely egy óriás tintahal genomját dekódolta. Amint arról az Inverse akkor beszámolt, a kutatásból kiderült, hogy az óriáskalmár genetikai komplexitása megközelíti az emberét. Kiderült, hogy az óriáskalmárok genomjában körülbelül 2,7 milliárd DNS-bázispár található, míg az emberé körülbelül 3 milliárd bázispár.

A kalmárok viselkedése mögött álló agyi mechanizmusok megismerése jobban lehetővé teheti a tudósok számára, hogy előrejelzéseket tegyenek a fejlábúak történetéről – például arról, hogy mikor fejlődtek ki először ilyen alkalmazkodásra, és milyen egyéb hihetetlen képességeket rejthetnek.

Összefoglaló: Nagy felbontású diffúziós mágneses rezonancia képalkotás (dMRI) és egy sor régi és új festési technika segítségével felállították a kalmárok agyának több skálájú konnektom-térképének kezdeteit. Ez az első ilyen jellegű fejlábúakra vonatkozó térkép, amely 281 ismert kapcsolat megerősítését tartalmazza, 145 korábban le nem írt útvonallal kiegészítve. Ezek és más jellemzők egy sor funkcionális jellemzőre utalnak, beleértve (1) a retinotópos szerveződést a látólebenyeken keresztül és más agyterületekre, amelyek jóval túlmutatnak a korábban felismerteken, (2) a bazális lebeny komplexitásának és felosztásának olyan szintjét, amely alátámasztja a gerincesek bazális ganglionjaival való konvergencia elképzeléseit, és (3) a lebenyektől függő differenciált növekedési sebességet, amely az ontogenezis komplexitását és átmeneteit tükrözi.