Οι ικανότητές τους να αναγνωρίζουν πρόσωπα , να λύνουν γρίφους και να μαθαίνουν συμπεριφορές από άλλα χταπόδια καθιστούν αυτά τα ζώα ένα συναρπαστικό αντικείμενο μελέτης.

Για να εκτελέσουν αυτές τις διαδικασίες και άλλες, όπως την εξερεύνηση, τα χταπόδια βασίζονται στο πολύπλοκο νευρικό τους σύστημα, το οποίο έχει γίνει το επίκεντρο των νευροεπιστημόνων. Με περίπου 500 εκατομμύρια νευρώνες -περίπου τον ίδιο αριθμό με τους σκύλους- το νευρικό σύστημα των χταποδιών είναι το πιο πολύπλοκο από οποιοδήποτε ασπόνδυλο. Αλλά, σε αντίθεση με τους σπονδυλωτούς οργανισμούς, το νευρικό σύστημα του χταποδιού είναι επίσης αποκεντρωμένο, με περίπου 350 εκατομμύρια νευρώνες , ή το 66% αυτού, να βρίσκονται στους οκτώ βραχίονες του.

«Αυτό σημαίνει ότι κάθε πλοκάμι είναι ικανό να επεξεργάζεται ανεξάρτητα αισθητηριακά ερεθίσματα, να εκτελεί κίνηση, ακόμη και πολύπλοκες συμπεριφορές— χωρίς άμεσες οδηγίες από τον εγκέφαλο », εξηγεί ο Galit Pelled , καθηγητής Μηχανολόγων Μηχανικών, Ακτινολογίας και Νευροεπιστήμης στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν, ο οποίος μελετά τη νευροεπιστήμη των χταποδιών. «Στην ουσία, τα πλοκάμια έχουν τους δικούς τους «μίνι-εγκεφάλους»».

Ένα αποκεντρωμένο νευρικό σύστημα είναι ένας παράγοντας που βοηθά τα χταπόδια να προσαρμοστούν σε αλλαγές, όπως τραυματισμούς ή θήρευση, όπως φαίνεται στην περίπτωση ενός Octopus vulgaris , ή κοινού χταποδιού, που παρατηρήθηκε με εννέα πλοκάμια από ερευνητές στο εργαστήριο ECOBAR στο Ινστιτούτο Θαλάσσιων Ερευνών στην Ισπανία μεταξύ 2021 και 2022.

Μελετώντας ακραίες τιμές όπως αυτό το κεφαλόποδο, οι ερευνητές μπορούν να κατανοήσουν πώς αλλάζει και αναγεννάται η λεπτομερής δομή των νεύρων του ζώου με την πάροδο του χρόνου, αποκαλύπτοντας περισσότερα για το πώς τα χταπόδια έχουν εξελιχθεί κατά τη διάρκεια χιλιετιών στους ωκεανούς μας.

Επειδή κάθε βραχίονας ενός χταποδιού περιέχει τη δική του δέσμη νευρώνων, τα άκρα μπορούν να λειτουργούν ημι-ανεξάρτητα από τον κεντρικό εγκέφαλο, επιτρέποντας ταχύτερες αποκρίσεις, καθώς τα σήματα δεν χρειάζεται πάντα να ταξιδεύουν μπρος-πίσω μεταξύ του εγκεφάλου και των βραχιόνων. Στην πραγματικότητα, η Pelled και η ομάδα της ανακάλυψαν πρόσφατα ότι «τα νευρωνικά σήματα που καταγράφονται στον βραχίονα του χταποδιού μπορούν να προβλέψουν τον τύπο κίνησης εντός 100 χιλιοστών του δευτερολέπτου από την διέγερση, χωρίς την εμπλοκή του κεντρικού εγκεφάλου». Σημειώνει ότι «αυτό το επίπεδο εντοπισμένης αυτονομίας είναι πρωτοφανές στα συστήματα των σπονδυλωτών».

Αν και κάθε άκρο κινείται μόνο του, οι κινήσεις του σώματος του χταποδιού είναι ομαλές και διεξάγονται με μια συντονισμένη κομψότητα που επιτρέπει στο ζώο να επιδεικνύει ένα από τα ευρύτερα δυνατά φάσμα συμπεριφορών, προσαρμοζόμενο εν κινήσει στις αλλαγές στο περιβάλλον του.

«Αυτό σημαίνει ότι το χταπόδι μπορεί να αντιδρά γρήγορα στο περιβάλλον του, ειδικά όταν εξερευνά, κυνηγάει ή αμύνεται», λέει ο Pelled. «Για παράδειγμα, το ένα πλοκάμι μπορεί να αρπάξει τροφή ενώ το άλλο ψηλαφεί γύρω από μια πέτρα, χωρίς να χρειάζεται άδεια από τον εγκέφαλο. Αυτή η ρύθμιση κάνει επίσης το χταπόδι πιο ανθεκτικό. Εάν το ένα πλοκάμι τραυματιστεί, τα άλλα εξακολουθούν να λειτουργούν μια χαρά. Και επειδή τόσο μεγάλο μέρος της λήψης αποφάσεων γίνεται στα χέρια, ο κεντρικός εγκέφαλος απελευθερώνεται για να επικεντρωθεί στη μεγαλύτερη εικόνα – όπως η πλοήγηση ή η εκμάθηση νέων εργασιών».

«Το μεγάλο μέγεθος του εγκεφάλου καθιστά τη μελέτη του τόσο συναρπαστική όσο και πραγματικά απαιτητική», λέει ο Z. Yan Wang , επίκουρος καθηγητής βιολογίας και ψυχολογίας στο Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον.

Ενώ κάθε άκρο λειτουργεί ανεξάρτητα, τα σήματα μεταδίδονται πίσω στο κεντρικό νευρικό σύστημα του χταποδιού. Ο εγκέφαλος του χταποδιού βρίσκεται ανάμεσα στα μάτια του στο μπροστινό μέρος του μανδύα ή του κεφαλιού του, ανάμεσα στους δύο οπτικούς λοβούς του, μεγάλα νευρικά όργανα σε σχήμα φασολιού που βοηθούν τα χταπόδια να βλέπουν τον κόσμο γύρω τους. Αυτοί οι οπτικοί λοβοί είναι μόνο δύο από τους πάνω από 30 λοβούς που μελετούν οι ειδικοί στον κεντρικό εγκέφαλο του ζώου, καθώς κάθε λοβός βοηθά το χταπόδι να επεξεργάζεται το περιβάλλον του.

Το 2021, ερευνητές από το Ινστιτούτο Θαλάσσιων Ερευνών στην Ισπανία χρησιμοποίησαν μια υποβρύχια κάμερα για να παρακολουθήσουν ένα αρσενικό Octopus vulgaris, ή κοινό χταπόδι. Αν και οι ερευνητές δεν ήταν μάρτυρες του ίδιου του τραυματισμού, παρατήρησαν ότι το μπροστινό δεξί πλοκάμι – γνωστό ως R1 – αναγεννιόταν ασυνήθιστα, χωριζόμενο σε δύο ξεχωριστά άκρα και δίνοντας στο χταπόδι συνολικά εννέα χέρια.

«Σε αυτό το χταπόδι, πιστεύουμε ότι αυτή η πάθηση ήταν αποτέλεσμα μιας γενετικής μετάλλαξης μετά από μια συνάντηση με ένα αρπακτικό», εξηγεί ο Sam Soule, ένας από τους ερευνητές και ο πρώτος συγγραφέας της αντίστοιχης εργασίας που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο Animals .

Οι ερευνητές ονόμασαν το χταπόδι Σαλβαδόρ λόγω του διχαλωτού βραχίονά του που τυλίγεται γύρω του σαν τις δύο ανεστραμμένες άκρες του μουστακιού του Σαλβαδόρ Νταλί . Για δύο χρόνια, η ομάδα μελέτησε τη συμπεριφορά του κεφαλόποδου και διαπίστωσε ότι χρησιμοποιούσε το διχαλωτό πλοκάμι του λιγότερο όταν έκανε «πιο επικίνδυνες» κινήσεις, όπως η εξερεύνηση ή η αρπαγή τροφής, κάτι που θα ανάγκαζε το ζώο να τεντώσει το χέρι του και να το εκθέσει σε περαιτέρω τραυματισμούς.

«Ένα από τα συμπεράσματα της έρευνάς μας είναι ότι το χταπόδι πιθανότατα διατηρεί μια μακροπρόθεσμη μνήμη του αρχικού τραυματισμού, καθώς τείνει να χρησιμοποιεί τα διχαλωτά πλοκάμια για λιγότερο επικίνδυνες εργασίες σε σύγκριση με τα άλλα», εξηγεί ο Jorge Hernández Urcera, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.

Ενώ το χταπόδι ενήργησε πιο προστατευτικά ως προς το επιπλέον άκρο του, το νευρικό του σύστημα είχε προσαρμοστεί στη χρήση του επιπλέον άκρου, όπως παρατηρήθηκε στο χταπόδι, μετά από κάποιο χρονικό διάστημα ανάρρωσης από τους τραυματισμούς του, να χρησιμοποιεί το ένατο πλοκάμι του για να διερευνά το περιβάλλον του.

«Αυτό το χταπόδι με τα εννέα πλοκάμια είναι ένα τέλειο παράδειγμα του πόσο προσαρμόσιμα είναι αυτά τα ζώα», προσθέτει ο Pelled.