اتخذ الباحثون في جامعة ولاية سان فرانسيسكو خطوة مهمة في فهم مدى تعقيد أذرع الأخطبوط من خلال إنشاء خرائط ثلاثية الأبعاد توضح بالتفصيل الجهاز العصبي المعقد داخل الأذرع. وعلى النقيض من البشر، الذين يتحكم دماغهم في جميع الوظائف الحركية، يبدو أن أذرع الأخطبوط تعمل بشكل شبه مستقل، كما لو أن كل ذراع لها “حبل شوكي” خاص بها. تساعد هذه الاستقلالية هذه المخلوقات على أداء المهام المعقدة. يمكن أن تتراوح هذه المهام بين فتح الجرار واستخدام الأدوات، في حين أن الدماغ لديه سيطرة مباشرة محدودة على كل ذراع.
يقدم رسم الخرائط المتقدم رؤى جديدة
الذي – التي بحثبقيادة روبين كروك، الأستاذ المشارك والرئيس المساعد لقسم الأحياء بجامعة سان فرانسيسكو، يجيب على سؤال طويل الأمد في علم الأحياء البحرية: كيف تدير أذرع الأخطبوط مثل هذا السلوك المعقد دون مدخلات مستمرة من الدماغ؟ باستخدام تقنيات التصوير ثلاثية الأبعاد المتقدمة، قامت غابرييل وينترز بوستويك، زميلة ما بعد الدكتوراه، وديانا نيكسو، طالبة دراسات عليا، بإنشاء خرائط تشريحية وجزيئية مفصلة تكشف التنظيم الفريد لأذرع الأخطبوط.
استخدم بحث وينترز بوستويك العلامات الجزيئية لتسليط الضوء على أنواع مختلفة من الخلايا العصبية، وكشف أن الخلايا العصبية الموجودة في نهاية الذراعين تختلف بشكل كبير عن الخلايا العصبية الموجودة بالقرب من الدماغ المركزي. وفي الوقت نفسه، استخدم نيكسو مجهرًا إلكترونيًا ثلاثي الأبعاد لاستكشاف التنظيم الهيكلي، وإيجاد أنماط متكررة في فروع الأعصاب والعقد العصبية في الذراع.
الدور الحاسم للتصوير المتقدم
أصبح هذا البحث ممكنًا بفضل تقنية التصوير المتقدمة لولاية سان فرانسيسكو، وتحديدًا مجهر Leica STELLARIS الموجود في مركز التصوير الخلوي والجزيئي (CMIC) بالجامعة. لقد كان هذا المورد بمثابة تغيير في قواعد اللعبة بالنسبة للفريق. وقال كروك: “بدون هذا المجهر، لن يكون الكثير من أبحاثنا ممكنًا”.
يمكن لنتائج هذه الخريطة أن تحدث ثورة في فهمنا لفسيولوجيا الأخطبوط، ومن المرجح أن يتم اعتماد الأدوات التي تم تطويرها من قبل مختبرات أخرى تدرس علم أعصاب رأسيات الأرجل. يهدف الباحثون إلى التحقق من كيفية استجابة أذرع الأخطبوط للمنبهات واستكشاف الأسباب التطورية وراء بنية نظامهم العصبي الفريدة.
