اختاپوس چگونه می‌بیند: تلاش برای نقشه‌برداری سیستم عصبی و فهم مکانیسم بینایی این جاندار عجیب
انسان‌ها و اختاپوس‌ها ۵۰۰ میلیون سال پیش از یک جد مشترک جدا شده‌اند، اما روش تکامل سیستم بینایی‌شان سوال‌های زیادی برمی‌انگیزد.
البته علیرغم شکل، سبک‌های زندگی و زیستگاه‌های متفاوت ما، مهره‌داران و اختاپوس‌ها به طور مستقل مردمک و عدسی را تکامل دادند که نور را به شبکیه هدایت می‌کند.
سفالوپود‌های با بدن نرم – ماهی مرکب، اختاپوس و ساعد ماهی – بزرگترین مغز را در میان بی‌مهرگان دارند و دو سوم بافت پردازش مرکزی آن‌ها فقط برای بینایی ذخیره شده است.
این موجودات اقیانوسی حتی در تاریکی دید بسیار خوبی دارند. پوست یک اختاپوس حاوی همان پروتئین‌های رنگدانه‌ای است که در چشم‌های او وجود دارد و به پوست آن اجازه می‌دهد تا جزئیات محیط اطراف خود را ببینند و بر این اساس استتار کند.
پژوهش تازه‌ای که توسط محققان دانشگاه اورگان، انجام شده اولین تحقیقی است که به طور جامع سیستم بینایی اختاپوس را نقشه‌برداری کرده است.
این نقشه‌برداری به تجزیه و تحلیل بیش از ۲۶۰۰۰ سلول نیاز داشت که در طی تشریح دو اختاپوس دو نقطه‌ای کالیفرنیایی (Octopus bimaculoides) نوجوان جمع‌آوری شده بودند.
سلول‌های عصبی یا نورون‌های آن‌ها در حال رشد هستند. در واقع، نزدیک به یک سوم نورون‌های توزیع شده در سراسر لوب‌های بینایی به نظر می‌رسد که هنوز در حال رشد هستند.
هنگامی که محققان سلول‌های سفالوپود را توالی‌یابی کردند، چهار جمعیت اصلی را یافتند که هر کدام سیگنال شیمیایی متفاوتی را آزاد می‌کردند: دوپامین- استیل کولین- گلوتامین و سیگنال‌هایی توام با دوپامین و گلوتامین.
این انتقال دهنده‌های عصبی در مغز مهره‌داران نیز مانند مغز ما دیده می‌شود، اما چندین خوشه عصبی کوچکتر در مغز سرپایان وجود داشت که مواد شیمیایی منحصر به فردی را بیان می‌کردند.
برای مثال، حلقه‌ای از سلول‌ها در اطراف لوب بینایی، اکتوپامین را تولید می‌کنند، یک انتقال‌دهنده عصبی که ارتباط نزدیکی با هورمونی به نام نورآدرنالین در بدن ما دارد.
آنچه اکتوپامین در اختاپوس انجام می‌دهد رازی است که حل آن به تحقیقات بیشتری نیاز دارد. با این حال، شناخته شده است که در مغز مگس‌های میوه هنگام پرواز فعال است و در بسیاری از بی‌مهرگان دیگر برای عملکرد‌های مربوط به آماده کردن بدن و سیستم عصبی آن‌ها برای عمل مهم است.
این نقشه مغز اختاپوس می‌تواند به تلاش‌های آینده کمک کند. محققان چندین عامل رونویسی ژنتیکی و مولکول‌های سیگنالی را شناسایی کردند که منحصر به اختاپوس‌ها هستند که احتمالاً به نوعی به شکل‌گیری رشد عصبی کمک می‌کنند.
مشابه مهره‌داران، سیستم بینایی اختاپوس به صورت لایه‌ای ساخته شده است، اما نه به همان شکل ما. تنوع انواع سلول‌ها و نحوه سازماندهی آن‌ها در مغز سفالوپود اساساً متفاوت است.
یکی از بزرگترین سؤالات این است که سیستم بینایی سفالوپود چگونه رشد می‌کند. اختاپوس‌ها سال‌ها را صرف رشد مغز‌های عظیم می‌کنند، اما اطلاعات شبکیه چگونه به هدایت این رشد کمک می‌کند؟
در مهره‌داران، گیرنده‌های نوری در شبکیه به طور مستقیم به مغز متصل نمی‌شوند. در عوض، پیام‌ها را به نورون‌های دیگر می‌سپارند. اما در سفالوپود‌ها، گیرنده‌های نور مستقیماً به لوب‌های بینایی مغز متصل می‌شوند.
این مطالعه در Current Biology منتشر شده.
