تلاشی عجیب برای خواندن ذهن اختاپوس
تاریخ انتشار: ۲۵ فروردین ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۷۵۲۹۶۵۸
پژوهشگران در مطالعه‌ی خود که در مجله‌ی Current Biology منتشر شد، سه اختاپوس اسیر اما دارای حرکت آزادانه را تحت نظارت قرار دادند و برای اولین‌بار امواج مغزی آنها را تجزیه‌وتحلیل کردند. پژوهشگران با استفاده از الکترودهای ثبت‌کننده فعالیت مغز، نوعی از امواج مغزی را شناسایی کردند که قبلا هرگز مشاهده نشده بود.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!
سفالوپودهای زیرک
درک کنونی ما از هوش اختاپوس‌ها ممکن است غیرقابل‌باور به‌نظر برسد. در سال ۲۰۱۱، پژوهشگران کشف کردند که هر بازوی سفالوپود مغز خود را دارد.
پژوهشگران با استفاده از مارپیچ شفافی که مواد غذایی درون آن قرار داده شده بود و بیرون از مخزن اختاپوس‌ها قرار داشت، اختاپوس‌ها را وادار کردند که در شرایطی که حتی اگر می‌توانستند محل غذا را ببینند، فقط با استفاده از بازوی خود درون مارپیچ حرکت کنند.
اختاپوس نمی‌توانست برای پیدا کردن غذا به سرنخ‌های شیمیایی پردازش‌شده به‌وسیله‌ی مغزش تکیه کند، یعنی کاری که معمولا در اقیانوس انجام می‌دهد و خوشه نورونی یا مغز هر بازو مجبور بود با پردازش محلی سیگنال‌ها غذا را به‌طور مستقل پیدا کند. تصور می‌شود هر بازوی اختاپوس حدود ده هزار نورون داشته باشد که وظیفه حس‌کردن محیط اطراف را برعهده دارند.
پژوهش دیگری نشان می‌دهد اختاپوس‌ها تنها بی‌مهرگانی هستند که علاوه بر تعداد کمی از حشرات می‌توانند از ابزار استفاده کنند. آنها پوسته‌ها را به‌عنوان زره اولیه‌ای و استتار دربرابر شکارچیان در اطراف بدن خود قرار می‌دهند.
اختاپوس‌ها همچنین می‌توانند با راه رفتن دوپایی، بالا بردن شش پای خود مانند دامن و سُر خوردن روی کف اقیانوس مانند انسان‌ها حرکت کنند. اگرچه، به‌نظر می‌رسد این یکی از معدود شباهت‌های بین این سفالوپودها و انسان‌ها باشد، زیرا تکامل میلیون‌ها سال ما را از هم جدا کرده است.
دکتر مایکل کوبا، سرپرست مطالعه امواج مغزی اختاپوس‌ها که سال ۲۰۲۳ منتشر شد، توضیح داد: «تفاوت قابل‌توجه بین اختاپوس‌ها و ما از بیش از ۵۵۰ میلیون سال تکامل مستقل ریشه می‌گیرد. نزدیک‌ترین جد مشترک ما احتمالا موجودی شبیه کرم پهن بوده است.» بااین‌حال، کوبا و تیمش همین شباهت‌های اندک را مورد بررسی قرار می‌دهند تا درمورد تکامل توانایی ذهنی دانش بیشتری به دست آورند.
اتصالات عصبی مغز اختاپوس
خواندن مغز اختاپوس کار آسانی نیست. یکی از دلایل این مساله آن است که دنبال‌کردن این جانوران در طبیعت تقریبا غیرممکن است. ماهر افزود: «دیدن اختاپوس‌ها سخت است و آنها اغلب در استخرهای کشندی قرار دارند. فقط برخی از آنها به انسان عادت می‌کنند و بسیاری از گونه‌های آنها در هنگام شب فعالیت می‌کنند.»
برای جلوگیری از این پیچیدگی‌ها، بسیاری از پژوهشگران برای مطالعه مغز اختاپوس‌ها به اختاپوس‌های اسیر روی می‌آورند. اما حتی این مورد نیز می‌تواند چالش‌برانگیز باشد. دکتر آنا دی کاسمو، استاد دانشگاه ناپل و یکی از پژوهشگران مطالعه سال ۲۰۲۳ گفت: «ازآن‌جا که اختاپوس‌ها دارای هشت بازوی انعطاف‌پذیر هستند که می‌تواند به هر بخشی از بدن آنها برسد، بدن نرمی دارند و جمجمه‌ای ندارند تا ابزار ثبت فعالیت مغز روی آن مستقر شود، چالش این پروژه دستیابی به تجهیزات جدیدی بود که دور از دسترس اختاپوس‌ها قرار داده شود.»
دسترسی مهم است، زیرا حیوان اغلب تجهیزات ثبت‌کننده را جدا یا با آنها بازی می‌کند. کوبا، دی کاسمو و پژوهشگران دیگر تصمیم گرفتند با کاشت دستگاه ثبت‌کننده خود درون مغز اختاپوس که دور از دسترس او بود، رویکرد جدیدی را در پیش بگیرند.
لوبوتومی اختاپوس‌ها
دی کاسمو افزود: «با استفاده از ثبت‌کننده‌های داده کوچک و سبک که قبلا برای ردیابی فعالیت مغز پرندگان در طول پرواز استفاده می‌شد، راه‌حل مهندسی جدیدی را ایجاد کردیم که می‌توانست سیگنال‌ها را زیر آب ثبت کند.»
پژوهشگران ثبت‌کننده‌ها را بالای سر و درست بین چشمان سه اختاپوس گرمسیری اسیر قرار دادند. دی کاسمو گفت: «الکترودها در ناحیه‌ای از مغز اختاپوس به نام لوب عمودی و لوب پیشانی فوقانی میانی کاشته شد که دردسترس‌ترین ناحیه است و تصور می‌شود برای کنترل یادگیری و حافظه مهم باشد.»
اختاپوس‌ها در جریان عمل جراحی بیهوش شدند و پس از آنکه به هوش آمدند، در مخازن خود تحت‌نظر قرار گرفتند. آنها اولین اختاپوس‌هایی بودند که در زمان واقعی مورد مطالعه قرار می‌گرفتند. کوبا افزود: «با استفاده از دوربین حساس، از آنها درحال شنا، خواب و کاوش در محیط اطرافشان فیلم‌برداری کردیم.»
درحالیکه پژوهشگران در طول ۱۲ ساعت بعدی اختاپوس‌ها را وادار به انجام فعالیت مغزی نکردند، آنها را تحت‌نظر داشتند و در آزمودنی‌های خود فعالیت مغزی جالبی را مشاهده کردند. الگوهای مشاهده‌شده نوسانات طولانی‌مدت و آهسته‌ای بودند که قبلا توضیح داده نشده بود. به‌نظر می‌رسد این الگوها خاص اختاپوس‌ها باشد.
ازآن‌جا که پژوهشگران اختاپوس‌ها را در حین ثبت فعالیت مغزی تحت آزمایش خاصی قرار ندادند، نمی‌توانستند امواج مغزی منحصربه‌فرد را با فعالیت خاصی مرتبط کنند.
الگوی مشترک هوش
شاید شگفت‌آورتر این بود که چندین مشخصه‌ی امواج مغزی شبیه چیزی بود که در انسان‌ها و پستانداران دیگر دیده می‌شود. دکتر تامار گوتنیک، نویسنده نخست مقاله و دانشمند مهمان در دانشگاه ناپل توضیح داد: «اکنون فرصتی داشتیم تا تشکیل حافظه را در مغز اختاپوس‌ها مشاهده کنیم و مغز آنها را با پستانداران مقایسه کنیم و الگوهای مشترک و ویژگی‌های منحصربه‌فرد مغز آنها را که به طور مستقل تکامل پیدا کرده است، بررسی کنیم.»
کوبا افزود: «این پروژه به ما این فرصت را داد تا مغزهایی با شناخت و رفتارهای پیچیده را مطالعه کنیم که ازنظر تکاملی حداقل ۵۰۰ میلیون سال است از مهره‌داران جدا شده‌اند. این مطالعات به ما فرصتی می‌دهد تا دریابیم که مغز چگونه باید کار کند تا باهوش درنظر گرفته شود.»
با توجه به موفقیت مطالعه درزمینه‌ی بررسی اختاپوس‌هایی که آزادانه در حرکت هستند، پژوهشگران پروژه به دنبال راه‌هایی برای پیشبرد یافته‌های خود هستند. آنها درحال برنامه‌ریزی برای تکرار این آزمایش روی سایر گونه‌های اختاپوس ازجمله اختاپوس معمولی (Octopus vulgaris) هستند که گونه‌ای است که اغلب در آکواریوم‌ها دیده می‌شود.
دی کاسمو می‌گوید: «من در آزمایشگاه خود اختاپوس معمولی را دارم و از وزارت بهداشت مجوز دارم روی این حیوانات محافظت‌شده کار کنم و سعی کنم به سوالاتی در بسیاری از زمینه‌های دیگر شناخت اختاپوس‌ها ازجمله نحوه یادگیری، معاشرت و کنترل حرکت بدن و بازوهایشان پاسخ دهم.»
کوبا، گوتنیک و دی کاسمو امیدوارند در مطالعه دیگری این آزمایش را تکرار کنند، اما وظایف یادگیری و حافظه را به آزمایش خود اضافه کنند تا امواج مغزی را به فعالیت‌های مختلف اختاپوس‌ها مرتبط کنند. درنهایت، این امر ممکن است به آنها اجازه دهد تا رفتارهای خاص را با فعالیت نواحی مغزی خاص مرتبط کنند.
بررسی ژن‌ها
پژوهشگران دیگر درحال دنبال‌کردن رویکرد ژنتیکی برای درک مغز اختاپوس‌ها هستند. طبق مقاله‌ای که سال ۲۰۲۱ در مجله‌ی ساینتیفیک آمریکن منتشر شد، پژوهشگران آزمایشگاه زیست‌شناسی دریا در موسسه وودز هول ماساچوست سعی کرده‌اند برچسب‌های ژنتیکی متناظر با فعالیت مغز اختاپوس‌ها را ایجاد کنند.
دانشمندان با استفاده از این رویکرد امیدوار بودند دریابند که کدام بخش از مغز اختاپوس در زمان واقعی در طول فعالیت‌ها روشن می‌شود. در سال ۲۰۱۵، کل ژنوم اختاپوس دوخال (Octopus bimaculoides) توالی‌یابی شد، بنابراین ممکن است ایجاد برچسب‌های ژنتیکی نسبتا ساده باشد.
پژوهشگران دیگر در مرکز ماکس دلبروک و کالج دارتموث به‌جای بررسی فعالیت‌ها در زمان واقعی، در تلاش برای پیدا کردن شباهت‌های ژنتیکی مرتبط با هوش بوده‌اند. در مقاله‌ای که نوامبر ۲۰۲۰ در مجله‌ی Science Advances منتشر شد، دانشمندان دریافتند که اختاپوس‌ها دارای تعداد بیشتری از ریزآران‌ای (توالی‌های آران‌ای کوچک که برای بیان ژن استفاده می‌شوند) در بافت‌های عصبی خود هستند و این آران‌ای‌ها طولانی‌تر هستند.
مهره‌داران شامل چندین گونه باهوش هستند و آنها نیز دارای تعداد زیادی ریزآران‌ای در بافت عصبی خود هستند، بنابراین پژوهشگران حدس می‌زنند ریزآران‌ای می‌تواند در ایجاد و حمایت از مغز پیچیده نقش مهمی داشته باشد.
دانش بیشتری در راه است
اگرچه این مطالعات درحال انجام، به اختاپوس‌های اسیر می‌پردازد، بسیاری از پژوهشگران امیدوارند یافته‌های آنها به ما کمک کند تا نحوه تفکر و بقای اختاپوس‌های وحشی را درک کنیم.
دانشمندانی مانند دی کاسمو، کوبا و گوتنیک فکر می‌کنند با مطالعه رفتار اختاپوس‌های اسیر ممکن است بتوانند این حیوانات را در زیستگاه‌های طبیعی خود بهتر درک و ردیابی کنند. کوبا می‌گوید: «درک اختاپوس‌ها و اثبات هوش آنها به اختاپوس‌ها در طبیعت کمک می‌کند، زیرا مردم با علاقه، توجه و احترام بیشتری با آنها برخورد خواهند کرد.»
5858
کد خبر 1754265منبع: خبرآنلاین
کلیدواژه: حیات وحش جانوران دریایی مغز مغز اختاپوس ها اختاپوس ها فعالیت مغز امواج مغزی ثبت کننده انسان ها منتشر شد
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.khabaronline.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «خبرآنلاین» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۷۵۲۹۶۵۸ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
فناوری جدیدی برای دیدن درون سلول‌های سرطانی
پژوهشگران فناوری جدیدی را توسعه داده‌اند که با آن می‌توانند محتویات چربی یا همان لیپیدهای موجود در سلول‌های سرطانی را مشاهده و مطالعه کنند.
به گزارش مشرق، دانشمندان فناوری تصویربرداری جدیدی را ابداع کرده‌اند که به آنها اجازه می‌دهد تا درون یک سلول سرطانی را به صورت زنده ببینند و نحوه تعامل آن با محیط اطراف خود را مشاهده کنند.
به نقل از آی‌ای، این تیم به رهبری دانشگاه ساری(Surrey) در انگلیس به دنبال مشاهده و مطالعه محتوای چربی‌های(لیپیدها) موجود در سلول‌های سرطانی بود.
لیپیدها اجزای کلیدی سلول‌ها هستند و به سلول‌های سرطانی اجازه رشد، تکثیر و متاستاز را می‌دهند.
این تکنیک با همکاری کالج دانشگاهی لندن توسعه یافته است و شرکت داروسازی GSK و شرکت‌های یوکوگاوا(Yokogawa) و سایکس(Sciex) نیز در آن مشارکت داشته‌اند.
نظارت بر محتوای چربی سلول‌ها
با استفاده از سیستم شرکت یوکوگاوا به نام SS۲۰۰۰، سلول‌های سرطانی منفرد از یک ظرف کشت شیشه‌ای نمونه‌برداری شد. این سیستم نوآورانه سلول‌های زنده منفرد را با استفاده از لوله‌های کوچک استخراج می‌کند و امکان تجزیه و تحلیل دقیق را فراهم می‌کند. عرض این لوله‌ها به سختی ۱۰ میکرومتر، یعنی نصف قطر نازک‌ترین موی انسان است.
در مرحله بعد، این سلول‌ها با رنگ فلورسنت رنگ‌آمیزی شدند. این کار به پژوهشگران امکان داد تا قطرات لیپید را در طول آزمایش بررسی کنند.
سپس این تیم با محققان شرکت Sciex برای ایجاد یک رویکرد جدید طیف‌سنجی جرمی همکاری کرد. این روش به آنها اجازه می‌داد لیپیدها را بشکنند و ساختار واقعی سلول را تعیین کنند.
سرانجام کل این فرآیند به مشاهده چگونگی تکامل سلول‌های سرطانی در پاسخ به تغییرات محیط اطراف منجر شد.
یوهانا فون گریشتن از دانشکده شیمی و مهندسی شیمی دانشگاه ساری گفت که مشکل سلول‌های سرطانی این است که هیچ دو سلولی شبیه به هم نیستند.
وی افزود: این امر طراحی یک درمان خوب را سخت‌تر می‌کند، زیرا برخی سلول‌ها همیشه بیش از سایرین در برابر درمان مقاومت می‌کنند. با این حال، همیشه ثابت شده است که مطالعه سلول‌های زنده پس از حذف آنها از محیط طبیعی، با جزئیات کافی برای درک واقعی آرایش آنها دشوار است. به همین دلیل بسیار هیجان انگیز است که بتوانیم سلول‌های زنده را زیر میکروسکوپ نمونه‌برداری کنیم و محتوای چربی آنها را یک به یک بررسی کنیم.
به گفته پژوهشگران این یافته‌ها می‌توانند بینشی در مورد چگونگی واکنش سلول‌ها به تشعشع ارائه دهند.
پژوهشگران همچنین از این رویکرد تازه کشف شده برای تجزیه و تحلیل مولکول‌های چرب لیپیدی در چندین سلول سرطانی استفاده کردند. جالب توجه است که آنها تفاوت‌هایی را در نمایه لیپیدی سلول‌های مختلف شناسایی کردند.
کارلا نیومن معاون مدیر بخش تصویربرداری سلولی و دینامیک در GSK در یک بیانیه مطبوعاتی گفت: روش جدید ما راه را برای مطالعه سلول‌های سرطانی با جزئیاتی که قبلاً ندیده‌ایم، هموار می‌کند. یک روز نیز ممکن است بتوانیم ببینیم که چگونه سلول‌های سرطانی با همسایگان خود ارتباط برقرار می‌کنند. این می‌تواند درمان‌های جدید و هدفمندتری را فراهم کند.
این تکنیک می‌تواند بینش‌های ارزشمندی در مورد چگونگی پاسخ انواع سرطان به درمان‌ها ارائه دهد. همچنین می‌تواند به پزشکان در درک تأثیر تابش و تشعشع بر سلول‌ها کمک کند، به ویژه اینکه چگونه برخی از سلول‌های سرطانی در برابر پرتودرمانی مقاومت می‌کنند. این مقاومت ممکن است به عود سرطان منجر شود.
درک عمیق‌تر از بیولوژی سرطان می‌تواند به توسعه درمان‌های مؤثرتری در آینده منجر شود.
علاوه بر این، پژوهشگران بیان می‌کنند که مطالعه لیپیدها داخل سلول‌های منفرد ممکن است به بخش‌های مختلف سلامت از جمله ایمنی و بیماری‌های عفونی نیز کمک کند.
این یافته‌ها در مجله Analytical Chemistry منتشر شده است.
خودکشی از رزیدنتها به پزشکان رسیده؛ چرا دکتر سمیرا آلسعیدی خودکشی کرد؟/ «خودکشی پزشکان بهمثابه یک انتحار اجتماعی است»