章魚佈滿吸盤的手臂可以像包含部分獨立的迷你大腦一樣運作。每條手臂收集感覺資訊來驅動自身的運動——甚至其他手臂的運動——而無需諮詢主要大腦區域。
“它們的手臂非常靈活;它們柔軟,可以彎曲、扭動,做出各種各樣的事情,”芝加哥大學的生物學家梅琳娜·黑爾說。在一項發表在《當代生物學》雜誌上的研究中,她和她的同事揭示了可能促進這些柔軟肢體分散協調的奇特連線。
研究人員調查了幼年雙斑蛸的解剖結構,研究物件只有“一顆大號 Tic Tac 糖”那麼大,該研究的主要作者、同樣來自芝加哥大學的亞當·庫斯帕盧說。他們檢查了章魚的肌內神經索:這是無脊椎動物解剖學中的關鍵部分,包含多種型別的神經元,並有助於整個手臂的運動。在過去的大多數研究中,“手臂神經系統的其他部分都得到了很好的描述,但這些神經索仍然是個謎,”黑爾說。
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研究人員使用強大的顯微鏡追蹤了神經索,發現其中一種型別——最靠近吸盤的神經索——不僅沿著手臂延伸,還向下延伸到相隔兩條手臂的另一條手臂。所有八條手臂都顯示出這種模式。黑爾說,這種佈局“與我們以前見過的任何東西都完全不同”,她原本預計這些神經索會形成類似於較大的外周神經形成的中央環狀結構。
圖片來源:Mesa Schumacher;來源:“多條神經索連線章魚手臂,為手臂間訊號傳遞提供替代路徑”,作者:Adam Kuuspalu 等人,《當代生物學》,第 32 卷;2022 年 12 月 19 日(參考文獻)
“我認為可以簡單地說,這是數學上高效的,”庫斯帕盧在談到新發現的模式時說。如果這些連線傳遞感覺和運動訊號,它們將允許相對遙遠的手臂之間進行快速通訊。
舊金山州立大學生物學家羅賓·克魯克沒有參與這項新研究,她說這項研究很有趣,並且與她對章魚、魷魚和墨魚的感覺運動整合的研究相關。“目前尚不清楚[肌內神經索]如何通訊,甚至不清楚它們是否真的在身體中遠距離傳送訊號,”她補充道。該研究的作者計劃接下來深入研究這些問題。
“我們現在可以稍微不同地對待我們的解剖學和行為學研究,更多地關注任何一條手臂與環中更遠的手臂協同工作的情況,”海洋生物實驗室的研究員羅傑·漢隆說,他經常與黑爾的研究小組合作。“我們正處於令人著迷的‘輕度混亂狀態’,當意想不到的發現被揭示時,這種狀態既令人困惑又令人興奮。”
