Модель принятия решений щупальцами осьминога

Новое исследование представило первую комплексную модель передачи информации между присосками, щупальцами и мозгом осьминога. Модель основана на предыдущих работах по нейробиологии и поведению осьминогов, а также на новых видеонаблюдениях в лаборатории.

Ключевые выводы

  • Распределённый интеллект: Исследование подтверждает, что присоски могут инициировать действия в ответ на информацию из окружающей среды, координируясь с соседними присосками вдоль щупальца. Щупальца обрабатывают сенсорную и моторную информацию и организуют коллективные действия в периферической нервной системе, не дожидаясь команд от мозга.
  • Нейронное кольцо: «Щупальца осьминога имеют нейронное кольцо, которое обходит мозг, поэтому щупальца могут обмениваться информацией друг с другом без ведома мозга», — пояснил аспирант Доминик Сивитилли. Это позволяет щупальцам координироваться при таких действиях, как ползание.
  • «Снизу вверх»: Механизм принятия решений у осьминога является «снизу вверх» (от щупалец), в отличие от типичного для позвоночных (как у людей) механизма «сверху вниз» (от мозга).

Эволюционный контекст

Нервная система осьминога фундаментально отличается от позвоночных, так как они разошлись эволюционным путём более 500 миллионов лет назад.

  • У позвоночных — централизованная нервная система с обработкой в мозге.
  • У головоногих, таких как осьминог, — распределённая сеть скоплений нейронов (ганглиев) по всему телу. Из 500 миллионов нейронов осьминога более 350 миллионов находятся в его восьми щупальцах.

Обработка информации в щупальцах позволяет осьминогу думать и реагировать быстрее, подобно параллельным процессорам в компьютерах.

Методология исследования

Исследователи работали с гигантским тихоокеанским осьминогом и более мелким красным осьминогом. Чтобы изучить их движения, осьминогам предлагали новые объекты для исследования: шлакоблоки, текстурированные камни, Lego и сложные лабиринты с едой.

Для наблюдений использовалась камера и компьютерная программа, которая количественно оценивает движения щупалец, отслеживая, работают ли они вместе синхронно (что предполагает управление от мозга) или асинхронно (что указывает на независимое принятие решений в каждой конечности).

Цели и значение

  • Учёты хотят понять, как локальные решения, принимаемые в щупальцах, вписываются в контекст сложного поведения, например, охоты, которое также требует указаний от мозга.
  • Изучение осьминога как «альтернативной модели интеллекта» помогает понять разнообразие когнитивных систем на Земле и, возможно, во Вселенной, что может быть полезно для подготовки к встрече с внеземным разумом.