Dankzij hun eigenaardige bewegingen, diepzeehabitat en verrassend grote genomen hebben inktvissen de mens al eeuwenlang gefascineerd. Wetenschappers hebben deze inktvissen nu voor het eerst in een MRI-scan gelegd om hun hersenen beter te kunnen bekijken. Hieruit blijkt dat ze veel meer op een dier lijken dat de mens zo dierbaar is dan we dachten: Uw calamari heeft een brein dat net zo complex is als dat van een hond.

Wetenschappers gebruikten een MRI-machine om het brein van een jonge rifinktvis goed te bekijken. Ze waren in staat om 145 voorheen onbekende paden en verbindingen te identificeren, wat zou kunnen helpen bij het ontrafelen van het mysterie achter een handige vaardigheid van inktvissen – camouflage.

Het is een grote stap in de richting van het bouwen van een complete gids voor de complexe neurale verbindingen van het inktvisbrein – bekend als een connectoomkaart – zeggen de onderzoekers.

“Dit is de eerste keer dat moderne technologie is gebruikt om de hersenen van dit verbazingwekkende dier te onderzoeken,” zei Chung in een verklaring.

De studie, geleid door onderzoekers Wen-Sung Chung en Justin Marshall van de Universiteit van Queensland, is deze maand gepubliceerd in het tijdschrift iScience.

Slimme koppotigen

Chung legde uit dat koppotigen – de familiegroep waartoe inktvis en octopus behoren – “beroemde complexe hersenen hebben, die die van een hond benaderen en muizen en ratten overtreffen, althans in neuronaal aantal.”

Sommige koppotigen hebben meer dan 500 miljoen neuronen – ongeveer evenveel als honden, die rond de 530 miljoen klokken. Ratten hebben er maar 200 miljoen. Mensen, ondertussen, zijn gezegend met ongeveer 100 miljard neuronen – maar laat dat niet naar je hoofd stijgen. Miljoenen neuronen tellen niet altijd op tot dezelfde vaardigheden – zoals het veranderen van je lichaamskleur naar believen.

De hersenkracht van inktvissen zoals Sepioteuthis lessoniana, de soort die in de studie is afgebeeld, is een van de redenen waarom ze in staat zijn om van kleur te veranderen op cue. Ironisch genoeg zijn inktvissen kleurenblind – ze zijn dus helaas niet zo bedreven in het waarnemen van de kleurverandering van hun lichaam. Maar deze vaardigheid is een van de eigenschappen die inktvissen zo cool maken – net als hun vermogen om te tellen en problemen op te lossen.

“We kunnen zien dat veel neurale circuits zijn gewijd aan camouflage en visuele communicatie,” zei Chung. Dat geeft inktvissen een “uniek vermogen” om zich voor roofdieren te verbergen, te jagen en met elkaar te communiceren.

Maar om de studie überhaupt te kunnen doen, moesten de onderzoekers eerst de inktvis in de MRI-machine krijgen – iets waarvoor ze eerst de (dode) inktvis moesten fixeren en vervolgens hun weefsel moesten conserveren voor onderzoek.

Eenmaal in de machine, waren de onderzoekers in staat om hun hersenen in detail af te beelden. Zij namen ook monsters van de hersenen van de inktvissen en voerden verschillende analyses uit om een volledig beeld te krijgen van hun neurale verbindingen.

Toekomstige richtingen

Uit de gegevens kunnen de onderzoekers wellicht meer specifieke informatie halen over sommige kenmerken van de pijlinktvis, zoals uitzoeken waarom pijlinktvissen op een bepaald moment een bepaalde kleur laten zien. Een inktvis kan bijvoorbeeld de kleur van zijn lichaam veranderen als er een roofdier in de buurt is, om op te gaan in zijn omgeving. Maar als het van bovenaf wordt bekeken, verandert de inktvis misschien alleen zijn kopkleur.

“Onze bevindingen zullen hopelijk bewijs leveren om ons te helpen begrijpen waarom deze fascinerende wezens zo’n divers gedrag en zeer verschillende interacties vertonen,” zei Chung.

Het nieuwe onderzoek markeert een andere primeur voor de studie van koppotigen, na een recente studie die het genoom van een reuzeninktvis heeft gedecodeerd. Zoals Inverse destijds meldde, onthulde het onderzoek dat de genetische complexiteit van de reuzeninktvis in de buurt komt van die van een mens. Reuzeninktvissen hebben ongeveer 2,7 miljard DNA-basenparen in hun genoom, zo blijkt, terwijl mensen ongeveer 3 miljard basenparen hebben.

Inzicht in de hersenmechanica achter hoe inktvissen zich gedragen, kan wetenschappers beter in staat stellen voorspellingen te doen over de geschiedenis van koppotigen – zoals wanneer ze voor het eerst zijn geëvolueerd om deze aanpassingen te hebben, en welke andere ongelooflijke vaardigheden ze zouden kunnen verbergen.

Abstract: Met behulp van hoge-resolutie diffusie magnetische resonantie beeldvorming (dMRI) en een reeks van oude en nieuwe kleuringstechnieken, is het begin van een multi-schaal connectoom kaart van de inktvis hersenen opgericht. De eerste in zijn soort voor een koppotige, dit omvat de bevestiging van 281 bekende verbindingen met de toevoeging van 145 eerder onbeschreven paden. Deze en andere kenmerken suggereren een reeks van functionele attributen, waaronder (1) retinotopic organisatie door de optische kwabben en in andere hersengebieden veel verder dan die eerder erkend, (2) een niveau van complexiteit en sub-divisie in de basale kwab ondersteuning van ideeën van convergentie met de gewervelde basale ganglia, en (3) differentiële kwab-afhankelijke groeisnelheden die complexiteit en overgangen in ontogenie weerspiegelen.