Осьмимозг пропитан нервностью

Осьминоги, каракатицы и кальмары принадлежат к классу морских моллюсков, называемых головоногими (Cephalopoda), наряду с уже вымершими существами, имя которым аммониты и белемниты. Данные об ископаемых осьминогах скудны. Будучи единственными цефалоподами без скелета, внутреннего или внешнего, и без твердых органов, за исключением клюва, сохраняются они плохо. Но на определенном этапе их эволюции произошла радиация – на данный момент известно около трехсот видов, включая как глубоководные, так и рифовые формы. Размеры их – от пары сантиметров в длину до гигантского осьминога, который весит полцентнера и простирается на шесть метров от кончика до кончика щупалец.

Octopus Godfrey-Smith
Вы читаете отрывок из книги Питера Годфри-Смита «Иные разумы» в нашем эксклюзивном переводе. Еще отрывочек.

Пока тела головоногих эволюционировали к нынешним формам, постепенно избавляясь от раковины, случилась и другая трансформация: некоторые из них обрели разум. «Разум» – это довольно спорное понятие применительно к моллюскам, так что отнесемся к нему с осторожностью. Первое, о чем нужно сказать: эти животные развили огромную нервную систему, включая объемистый мозг. Объемистый – в каком смысле? Обыкновенный осьминог (Octopus vulgaris) располагает примерно 500 миллионами нейронов в своем теле. Это довольно внушительно почти по любым стандартам. У человеческих существ намного больше – в районе ста миллиардов, но осьминог находится в том же диапазоне, что и различные млекопитающие, близко к собакам, к тому же у головоногих гораздо более обширная нервная система по сравнению с другими беспозвоночными.

Абсолютный размер важен, но он обычно считается менее информативным, чем размер относительный – доля, которую мозг занимает в целом теле. Это говорит нам о том, насколько животное «вкладывается» в свой мозг. По этому критерию осьминоги также высоко располагаются – грубо говоря, в диапазоне позвоночных, но не так высоко, как млекопитающие. Как бы там ни было, биологи расценивают все эти размерные прикидки как слишком неточный способ оценки возможностей мозга. Некоторые мозги организованы иначе, чем другие, имеют больше или меньше синапсов, которые к тому же могут быть более или менее сложно структурированы. Самые удивительные открытия в области животного интеллекта касаются некоторых птиц, особенно попугаев и ворон. Птицы имеют довольно небольшие в абсолютном выражении, но при этом весьма мощные мозги.

Когда мы пытаемся сравнивать мозги животных по мощности, мы часто упираемся в отсутствие единой шкалы, на которой разумность может быть измерена. Разные животные хороши в чем-то своем, в этом и есть смысл их разнообразия. Когда головоногие сравниваются с млекопитающими, отсутствие хоть какой-то общей анатомии все только усложняет. Мозги всех позвоночных имеют весьма схожую архитектуру. Но когда мозги позвоночных сравниваются с мозгами осьминогов – все летит в тартарары. Большая часть нейронов осьминогов даже не в мозге содержится, а в щупальцах.

octopus-nervous-system
Инфографика от National Geographic, которую в полном формате можно посмотреть в этой статье (а тут – перевод статьи).

История развития больших мозгов в первом приближении напоминает букву «Y». На развилке этой «Y» находится последний общий предок позвоночных и моллюсков, живший примерно 600 миллионов лет тому назад. Этот предок, вероятно, был сплюснутым червеподобным созданием с очень простой нервной системой. У него могли быть простые глаза. Его нейроны, возможно, кучковались впереди, но их скопление имело мало общего с мозгом. Начиная с этого этапа эволюция нервных систем шла по нескольким независимым линиям, включая две, которые привели к большим мозгам различной конструкции.

В нашей родословной появляется хордовый дизайн: нервный шнур тянется посреди спины животного и венчается мозгом на одном конце. Такой дизайн мы наблюдаем у рыб, рептилий, птиц и млекопитающих. В другой эволюционной линии – у головоногих – развился совершено иной план тела и нервной системы. Нейроны беспозвоночных частенько собираются во множество ганглиев – маленьких узелков, рассыпанных по телу и соединенных друг с другом. Ганглии могут располагаться парами и связаны между собой пучками нервных волокон, идущими вдоль и поперек тела, как линии долготы и широты. Такую нервную систему иногда называют лестничной.

По мере того как головоногие эволюционировали, некоторые ганглии становились крупнее и сложнее, к ним добавлялись новые. В передней части тела нейроны сформировали скопление, которое все более и более становилось похожим на мозг. Старая лестничная конструкция частично изменилась, но лишь частично. Например, у осьминога большинство нейронов находится в щупальцах – их почти вдвое больше, чем в центральном мозге. У щупалец собственные сенсоры и управление. Они ощущают не только прикосновения, но и химические стимулы – запах или вкус. Каждая присоска осьминожьего щупальца может вмещать до десяти тысяч нейронов для распознавания вкуса и тактильных сигналов. Даже хирургически удаленное щупальце способно исполнять некоторые базовые па – например, вытягиваться и хватать.

Внутренняя координация каждого щупальца тоже может быть довольно грациозной. Когда осьминог подтягивает к себе кусок пищи, хватание кончиком щупальца создает две волны мышечных сокращений, одна из которых следует от кончика к основанию, другая – от основания щупальца к кончику. В месте встречи этих волн формируется подобие сустава – нечто вроде временного локтя. Нервная система каждого щупальца включает еще и нейропетли («рекуррентные связи» на профессиональном жаргоне), которые могут обеспечивать щупальцу простенький вариант кратковременной памяти, хотя на самом деле неизвестно, что эта система дает осьминогу.

Как связан мозг осьминога с его щупальцами? На основе ранних исследований поведения и анатомии осьминогов сложилось впечатление о значительной независимости их щупалец. Как пишут Роджер Т. Ханлон и Джон Б. Мессенджер в своей книге 1996 года «Поведение головоногих», щупальца «странным образом разведены» с мозгом, по крайней мере по вопросам контроля за основными движениями. Однако в некоторых ситуациях осьминоги могут «собираться». Когда вы приближаетесь к представителям некоторых видов осьминогов в естественной среде обитания, они вытягивают одно щупальце, чтобы изучить вас, – такое поведение предполагает определенные намерения, это действие, ведомое мозгом.

На деле может иметь место некая смесь местного и централизованного контроля. Лучшее экспериментальное исследование по данной теме проведено в лаборатории нейробиолога Биньямина Хохнера из Еврейского университета в Иерусалиме (Израиль). В 2011 году там поставили хитрый эксперимент, чтобы проверить, сможет ли осьминог одним из своих щупалец проложить в лабиринте путь до особого отсека с едой. Хитрость заключалась в том, что с помощью собственных химических рецепторов щупальце не смогло бы привести себя к пище: в одном месте ему приходилось вылезать из воды, чтобы добраться до цели. Однако стены лабиринта были прозрачны, так что целевой отсек можно было видеть. Осьминог мог провести свою конечность через лабиринт, используя глаза.

Прошло некоторое время, прежде чем осьминоги сообразили, как выполнить задание, но в конце концов почти все испытуемые особи в этом преуспели. Глаза могут направлять щупальца. В то же время в статье отмечено, что, когда осьминог справляется с заданием хорошо, щупальце, ищущее пищу, производит собственное исследование местности – прощупывает лабиринт, пробираясь по нему. Так что, видимо, обе формы контроля работают в тандеме: есть центральный контроль над общим направлением щупальца, осуществляемый глазами, и есть тонкая настройка поиска, производимая собственно щупальцем.

Демонстрация описанного эксперимента. Ничего не понятно. Зато осьминогу понятно все. Фото: Gutnick et al., 2011.

Осьминогов иногда называют хорошим примером, демонстрирующим важность психологической концепции воплощенного познания. Одна из ее центральных идей заключается в том, что наше тело в большей степени, чем мозг, определяет то, насколько «умно» мы взаимодействуем со средой. Суставность и угловатость наших конечностей, к примеру, способствовали естественному возникновению такого движения, как ходьба. Умение ходить – это отчасти следствие обладания правильным телом.

И все-таки эта теория не слишком вяжется со всеми странностями осьминожьего бытия. Ее защитники часто говорят, что форма и организация тела кодируют информацию. Но для этого должна существовать сама форма тела. А осьминог может и выпрямиться в полный рост на щупальцах, и протиснуться сквозь дырку размером чуть больше его глаза, и вытянуться в обтекаемый снаряд, и упаковаться в банку.

Также не очень понятно, где у него начинается и заканчивается мозг. Осьминог весь пропитан нервностью, его тело не является чем-то отдельным под управлением мозга или нервной системы. Споры обычно возникают между теми, кто рассматривает мозг в качестве всевластного руководителя, и теми, кто уверен, что разум рассредоточен по телу. Но осьминог существует за пределами обеих доктрин – он не укладывается в стандартные представления о разделении тела и мозга.


Перевод: Андрей Бочегов, Виктор Ковылин.

Все права на данный русскоязычный текст принадлежат нашему журналу. Если вы хотите поделиться с друзьями и подписчиками, можно использовать фрагмент и поставить активную ссылку на эту статью – мы будем рады. Пожалуйста, не копируйте текст в соцсети целиком, мы хотим, чтобы наши статьи читали на нашем сайте, попутно замечая и другие наши прелестные статьи. С уважением, Батрахоспермум.

Giant Pacific octopus, Enteroctopus dofleini

Вас также могут заинтересовать статьи:
Пришелец в аквариуме: под приглядом октопуса
Как черви фехтуют пенисами и делают селфинг
Календарная синестезия: обруч и галочка