O primeiro estudo de RM da lula mostra uma complexidade cerebral semelhante à dos cães

Com o seu movimento peculiar, habitat de águas profundas e genomas surpreendentemente enormes, as lulas têm fascinado os humanos durante séculos. E agora, pela primeira vez, os cientistas colocaram os cefalópodes em uma ressonância magnética para ver melhor o cérebro deles – revelando que eles são muito mais parecidos com outro animal amado pelos humanos do que nós percebemos.

É isso mesmo: Os seus calamares têm um cérebro tão complexo como um cão.

Os cientistas usaram uma máquina de RM para ver bem o cérebro de uma lula de recife juvenil. Eles foram capazes de identificar 145 caminhos e conexões previamente desconhecidos, o que poderia ajudar a desvendar o mistério por trás de uma habilidade de lula – camuflagem.

É um grande passo para a construção de um guia completo para as complexas conexões neurais do cérebro da lula – conhecido como um mapa de conexão – dizem os pesquisadores.

“É a primeira vez que a tecnologia moderna é usada para explorar o cérebro deste incrível animal”, disse Chung em uma declaração.

Imagem mostrando o lóbulo óptico e as conexões do lóbulo basal no cérebro de uma lula.
Imagem mostrando o lobo óptico e as conexões do lobo basal no cérebro de uma lula.Wen-Sung Chung e Justin Marshall

O estudo, liderado pelos pesquisadores Wen-Sung Chung e Justin Marshall da Universidade de Queensland, foi publicado este mês na revista iScience.

Cefalópodes inteligentes

Chung explicou que os cefalópodes – o grupo familiar que inclui lulas e polvos – têm “cérebros famosos e complexos, aproximando-se dos de um cão e ultrapassando ratos e ratos, pelo menos em número neuronal”

alguns cefalópodes têm mais de 500 milhões de neurónios – mais ou menos o mesmo que os cães, que cronometram em cerca de 530 milhões. Os ratos têm apenas 200 milhões. Os humanos, entretanto, são abençoados com cerca de 100 bilhões de neurônios – mas não deixe que isso suba à sua cabeça. Milhões de neurônios nem sempre somam as mesmas habilidades – como mudar a cor do seu corpo à vontade.

O poder cerebral de lulas como Sepioteuthis lessoniana, a espécie imitada no estudo, é uma das razões pelas quais eles são capazes de mudar de cor à taco. Ironicamente, as lulas são daltônicas – então, infelizmente, elas não são muito adeptas a observar seus corpos mudarem de cor. Mas a habilidade está entre os traços que tornam as lulas tão frias – como sua habilidade de contar e resolver problemas.

Cabeça lupa (A), cérebro e olhos (B), imagem cerebral (C), seções cerebrais isoladas (D-F), volume cerebral e porcentagem de cada lóbulo (G), análise alométrica do complexo lobar (H).Wen-Sung Chung e Justin Marshall

“Podemos ver que muitos circuitos neurais são dedicados à camuflagem e comunicação visual”, disse Chung. Isso dá à lula uma “habilidade única” de se esconder dos predadores, caçar e comunicar uns com os outros.

Mas para fazer o estudo, os pesquisadores primeiro tiveram que colocar a lula na máquina de ressonância magnética – algo que exigiu que eles primeiro consertassem a lula (morta) e depois preservassem seus tecidos para exame.

Após na máquina, os pesquisadores foram capazes de imaginar seu cérebro em detalhes. Eles também retiraram amostras do cérebro das lulas e realizaram diferentes análises para ajudar a traçar uma imagem abrangente de suas conexões neurais.

W. Chung et al (iScience)

Direções futuras

Dos dados, os pesquisadores podem ser capazes de obter informações mais específicas sobre algumas das características da lula, como descobrir por que a lula mostra uma determinada cor em um determinado momento. Por exemplo, uma lula pode mudar a cor do seu corpo se um predador estiver próximo, para se misturar ao seu redor. Mas se ela estiver sendo escopada de cima, a cefalópode só pode mudar a cor de sua cabeça.

“Nossas descobertas nos ajudarão a entender porque essas fascinantes criaturas apresentam comportamentos tão diversos e interações muito diferentes”, disse Chung.

A nova pesquisa marca outra primeira para estudos de cefalópodes, após um estudo recente que decodificou o genoma de uma lula gigante. Como Inverse relatou na época, a pesquisa revelou que a complexidade genética da lula gigante está se aproximando da de um humano. As lulas gigantes têm cerca de 2,7 bilhões de pares de base de DNA em seu genoma, ao que parece, enquanto os humanos têm cerca de 3 bilhões de pares de base.

A compreensão da mecânica cerebral por trás de como as lulas se comportam pode permitir aos cientistas fazer previsões sobre a história dos cefalópodes – como quando eles evoluíram pela primeira vez para ter essas adaptações, e que outras habilidades incríveis eles poderiam estar escondendo.

Resumo: Usando ressonância magnética de difusão de alta resolução (dMRI) e um conjunto de técnicas de coloração antigas e novas, o início de um mapa multiescala do cérebro das lulas é erguido. O primeiro deste tipo para um cefalópode, isto inclui a confirmação de 281 conexões conhecidas com a adição de 145 caminhos previamente não descritos. Estas e outras características sugerem um conjunto de atributos funcionais, incluindo (1) organização retinotópica através dos lóbulos ópticos e para outras áreas cerebrais muito além do anteriormente reconhecido, (2) um nível de complexidade e sub-divisão no lóbulo basal suportando idéias de convergência com os gânglios basais vertebrados, e (3) taxas de crescimento diferenciais dependentes do lóbulo que espelham complexidade e transições na ontogenia.