Πόσους εγκεφάλους έχει ένα χταπόδι; Πως συνδέονται μεταξύ τους- Ανατομία χταποδιού

Σε αντίθεση με άλλα ζώα, ψάρια, πτηνά και ερπετά, τα χταπόδια είναι εντελώς διαφορετικά από κάθε άποψη. Τα χταπόδια έχουν εννέα εγκεφάλους!
Είναι πολύ έξυπνα και χρησιμοποιούν τους εννέα εγκεφάλους τους για να ελέγχουν τα οκτώ διαφορετικά άκρα τους. Μπορούν επίσης να μάθουν πώς να εκτελούν εργασίες, όπως να μπαίνουν και να βγαίνουν από κλειδωμένα δοχεία.

Από πολλές απόψεις, τα χταπόδια είναι ό,τι πιο κοντινό στο να έχουμε εξωγήινους στη γη. Αυτά τα ενδιαφέροντα κεφαλόποδα είναι απίστευτα μοναδικά, καθώς διαθέτουν τρεις καρδιές που αντλούν μπλε αίμα. Ίσως πιο αξιοσημείωτο, ωστόσο, είναι το γεγονός ότι αυτά τα θαλάσσια πλάσματα έχουν περισσότερους από έναν εγκεφάλους. Εκτός από έναν κεντρικό εγκέφαλο που βρίσκεται ανάμεσα στα μάτια, τα χταπόδια έχουν ξεχωριστούς “μίνι-εγκεφάλους” στη βάση καθενός από τα οκτώ πλοκάμια τους. Σε αντίθεση με τα περισσότερα πλάσματα, τα χταπόδια έχουν εννέα εγκεφάλους και τους χρησιμοποιούν απίστευτα επιδέξια.

Δεδομένης όλης της εγκεφαλικής δύναμης που φαινομενικά διαθέτουν, δεν θα έπρεπε τα χταπόδια να κυβερνούν τον κόσμο; Όχι ακριβώς. Αν και διαθέτουν έναν κεντρικό εγκέφαλο και οκτώ ξεχωριστά γάγγλια ή μίνι-εγκέφαλους, το νευρικό τους σύστημα είναι εντελώς διαφορετικά οργανωμένο από τα περισσότερα σπονδυλωτά, συμπεριλαμβανομένων των θηλαστικών όπως ο άνθρωπος. Παρόλα αυτά, σε σύγκριση με τα περισσότερα ασπόνδυλα, τα χταπόδια είναι εξαιρετικά ευφυή. Είναι ικανά ακόμη και να αναγνωρίζουν μεμονωμένους ανθρώπους με την όραση.

Εννέα εγκέφαλοι: Η ανατομία του νευρικού συστήματος ενός χταποδιού

Τα χταπόδια διαθέτουν έναν κεντρικό εγκέφαλο. Αυτός ο εγκέφαλος βρίσκεται ανάμεσα στα μάτια τους και έχει ένα ξεχωριστό σχήμα που μοιάζει με ντόνατ, σχηματίζοντας έναν δακτύλιο γύρω από τον οισοφάγο του πλάσματος. Τεχνικά, όταν ένα χταπόδι προσλαμβάνει τροφή, αυτή περνάει από το “κέντρο” αυτού του κεντρικού εγκεφάλου. Αυτό είναι μόνο ένα από τα πολλά γεγονότα που υπογραμμίζουν πόσο διαφορετική είναι η ανατομία του νευρικού συστήματος ενός χταποδιού σε σύγκριση με τα σπονδυλωτά και πολλά άλλα ασπόνδυλα.

Οι νευρώνες είναι σαν αγγελιοφόροι που στέλνουν σήματα και πληροφορίες από τον εγκέφαλο σε διάφορα μέρη του σώματος ενός πλάσματος. Σε ολόκληρο το σώμα του, το τυπικό χταπόδι – επιστημονική ονομασία Octopus vulgaris – διαθέτει περίπου 500 εκατομμύρια νευρώνες. Αυτό μπορεί να ακούγεται πολύ, αλλά οι άνθρωποι έχουν πάνω από 100 δισεκατομμύρια. Ωστόσο, τα χταπόδια έχουν περίπου τον ίδιο αριθμό νευρώνων με τους σκύλους, που είναι γνωστοί για την ικανότητά τους να μαθαίνουν διάφορες εντολές. Επομένως, δεν είναι πολύ τραβηγμένο να πούμε ότι τα χταπόδια είναι εξαιρετικά έξυπνα – ειδικά για ασπόνδυλα.

Περίπου 180 εκατομμύρια από τα 500 εκατομμύρια νευρώνες που βρίσκονται σε ένα χταπόδι συγκεντρώνονται στον κεντρικό εγκέφαλο. Περίπου 40 εκατομμύρια επιπλέον νευρώνες βρίσκονται σε καθένα από τα γάγγλια κάθε ενός από τα οκτώ πλοκάμια του. Επομένως, 320 εκατομμύρια από τους νευρώνες ενός χταποδιού – περισσότερα από τα δύο τρίτα αυτών – βρίσκονται στις βάσεις των πλοκαμιών του και όχι στον κεντρικό εγκέφαλό του. Είναι απίστευτο, ένα μόνο πλοκάμι χταποδιού διαθέτει περισσότερους νευρώνες από όσους θα βρείτε σε ολόκληρο το σώμα ενός βατράχου – ένα μόνο από τα πολλά ενδιαφέροντα στοιχεία για το νευρικό τους σύστημα.

Επειδή κάθε πλοκάμι έχει τα δικά του γάγγλια, ή συστάδα νευρώνων, κάθε πλοκάμι μπορεί να ενεργεί ανεξάρτητα από τον κεντρικό εγκέφαλο και τα άλλα πλοκάμια του χταποδιού. Οι νευρώνες στη βάση του κάθε πλοκαμιού συνδέονται με τις βεντούζες που είναι απλωμένες σε όλο τον βραχίονα- τυπικά, κάθε πλοκάμι έχει περίπου 250 βεντούζες. Κάθε βεντούζα μπορεί να έχει περίπου 10.000 νευρώνες, τους οποίους χρησιμοποιεί για να ανιχνεύει φυσικές αισθήσεις μέσω της αφής. Αυτοί οι νευρώνες αντιλαμβάνονται επίσης χημικές ουσίες, επιτρέποντας σε κάθε πλοκάμι να μυρίζει και να γεύεται αντικείμενα κατά την εξερεύνησή τους.

Τα χταπόδια δεν έχουν ιδιοδεκτικότητα. Αυτό σημαίνει ότι δεν έχουν έναν σταθερό “χάρτη” στο μυαλό τους που να τους επιτρέπει να γνωρίζουν τι κάνουν τα διάφορα μέρη του σώματός τους. Ενώ ένας άνθρωπος μπορεί να στοχεύσει ένα σημείο στην πλάτη του χωρίς να το βλέπει φυσικά, τα χταπόδια στερούνται εντελώς αυτής της αντίληψης. Υπάρχει ένας καλός λόγος για αυτό: Σε αντίθεση με τους ανθρώπους, τα χταπόδια δεν διατηρούν ένα στατικό σχήμα σώματος. Αντίθετα, τα σώματά τους είναι εξαιρετικά ρευστά, αλλάζουν συνεχώς για να προσαρμόζονται στο περιβάλλον. Τα χταπόδια αναπληρώνουν την έλλειψη ιδιοδεκτικότητας με το να έχουν αυτούς τους ξεχωριστούς “μίνι εγκεφάλους” στη βάση κάθε ενός από τα οκτώ πλοκάμια τους.

Οφέλη από την ύπαρξη πολλαπλών εγκεφάλων

Αν η ύπαρξη πολλαπλών εγκεφάλων δεν κάνει τα χταπόδια τα πιο έξυπνα πλάσματα στη γη, ποιο είναι το νόημα; Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η ύπαρξη ξεχωριστών γαγγλίων που ελέγχουν κάθε πλοκάμι αντισταθμίζει το ρευστό σώμα του πλάσματος και την έλλειψη ιδιοδεκτικότητας. Αυτοί οι μίνι εγκέφαλοι αφαιρούν μέρος του βάρους από τον κεντρικό εγκέφαλο, επιτρέποντάς του να εκτελεί πιο σύνθετες εργασίες.

Μερικά από τα κορυφαία οφέλη του κεντρικού εγκεφάλου και των οκτώ γαγγλίων του χταποδιού περιλαμβάνουν:

Μπορούν να αντιδρούν ταχύτερα στις απειλές, επειδή τα μεμονωμένα γάγγλια δεν χρειάζεται να επικοινωνούν με τον κεντρικό εγκέφαλο.
Μπορούν να ρυθμίζουν λεπτομερώς την κίνηση κάθε πλοκαμιού, μεταβιβάζοντας τη δουλειά στα γάγγλια.
Μπορούν να αναγεννήσουν νέα πλοκάμια εάν ένα από αυτά αποκοπεί – και το νέο παράγει ακόμη και ένα νέο γάγγλιο.

Οι εγκέφαλοι και τα νευρικά συστήματα των χταποδιών έναντι των εγκεφάλων και των νευρικών συστημάτων των σπονδυλωτών

Οι εγκέφαλοι των χταποδιών δεν έχουν κοινή ανατομία με τους εγκεφάλους των ασπόνδυλων. Αργότερα, θα εμβαθύνουμε στο πώς η εξέλιξη έπαιξε ζωτικό ρόλο σε αυτό το φαινόμενο. Προς το παρόν, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι, παρόλο που οι ανατομίες είναι εντυπωσιακά διαφορετικές, τα χταπόδια εξακολουθούν να έχουν συγκεκριμένες κοινές γνωστικές ικανότητες με τα σπονδυλωτά, όπως ο άνθρωπος. Για παράδειγμα, πιστεύεται ότι διαθέτουν μορφές μακροχρόνιας και βραχυχρόνιας μνήμης και επιδίδονται σε μια μορφή ύπνου. Είναι γνωστό ότι τα χταπόδια εξερευνούν αντικείμενα μέσω του παιχνιδιού και μπορούν να αναγνωρίζουν και να διακρίνουν μεμονωμένους ανθρώπους.

Αν αναλογιστεί κανείς το σχετικό μέγεθος του εγκεφάλου ενός χταποδιού σε σχέση με το σώμα του, είναι πιο εύκολο να καταλάβει γιατί συγκαταλέγονται μεταξύ των πιο έξυπνων ασπόνδυλων. Το σχετικό μέγεθος του εγκεφάλου των χταποδιών είναι εντός των ορίων αυτού των σπονδυλωτών. Δεν είναι τόσο υψηλό όσο το σχετικό μέγεθος του εγκεφάλου των θηλαστικών σε σχέση με το σώμα τους, αλλά εξακολουθεί να είναι σημαντικό και τα ξεχωρίζει από τη συντριπτική πλειονότητα των ασπόνδυλων.

Χάρη στον σχεδιασμό του νευρικού συστήματος ενός χταποδιού και το σχετικό μέγεθος του εγκεφάλου του – ή των εγκεφάλων του, όπως ήταν – αυτά τα κεφαλόποδα φημίζονται για την επίδειξη έντονης νοημοσύνης με πολλούς τρόπους. Παραδείγματα πραγμάτων που τα χταπόδια είναι αρκετά έξυπνα για να κάνουν περιλαμβάνουν:

χρησιμοποιούν οπτικές ενδείξεις για να διακρίνουν μεταξύ δύο οικείων περιβαλλόντων, επιλέγοντας την καλύτερη διαδρομή
να ξεβιδώνουν ένα βάζο για να πάρουν τροφή μέσα σε αυτό
να λύνουν κόμπους
να ολοκληρώνουν απλούς γρίφους
να βρίσκουν τον τρόπο να βγαίνουν από κλειστούς χώρους

Γιατί το νευρικό σύστημα των χταποδιών είναι τόσο διαφορετικό από αυτό των ανθρώπων;

Για να καταλάβουμε γιατί τα χταπόδια είναι τόσο διαφορετικά από τους ανθρώπους -ιδιαίτερα γιατί έχουν εννέα εγκεφάλους έναντι ενός- βοηθάει να εξετάσουμε το εξελικτικό τους παρελθόν. Ο τελευταίος κοινός πρόγονος των σπονδυλωτών και των μαλακίων, όπως τα χταπόδια, υπήρξε πριν από 600 εκατομμύρια χρόνια, γεγονός που τα καθιστά υπερδιπλάσια από τους πρώτους δεινόσαυρους.

Η εξέλιξη των σπονδυλωτών και των μαλακίων διαχωρίστηκε και προχώρησε ανεξάρτητα η μία από την άλλη πριν από χιλιετίες. Τα σπονδυλωτά, συμπεριλαμβανομένων των θηλαστικών, των ψαριών, των πτηνών και των ερπετών, ανέπτυξαν νευρικά συστήματα με χορδωτό σχεδιασμό.

Από την άλλη πλευρά, οι νευρώνες των ασπόνδυλων είναι συνήθως συγκεντρωμένοι σε διάφορα γάγγλια, μικροσκοπικούς κόμβους που είναι τοποθετημένοι γύρω από το σώμα και συνδέονται μεταξύ τους. Καθώς εξελίσσονταν τα κεφαλόποδα όπως τα χταπόδια, ορισμένα από τα γάγγλια τους έγιναν πιο πολύπλοκα- συχνά προστέθηκαν νέα. Ορισμένοι νευρώνες άρχισαν να συγκεντρώνονται στο μπροστινό μέρος του πλάσματος, μοιάζοντας όλο και περισσότερο με έναν κεντρικό εγκέφαλο.

Πώς επικοινωνούν μεταξύ τους οι εγκέφαλοι των χταποδιών

Αν και τα χταπόδια έχουν εννέα ξεχωριστούς εγκεφάλους, εξακολουθούν να συνδέονται και να επικοινωνούν μεταξύ τους. Τα οκτώ γάγγλια, ή μίνι-εγκέφαλοι, έχουν τον δικό τους νευρικό δακτύλιο που παρακάμπτει τον κεντρικό εγκέφαλο. Ως αποτέλεσμα, τα πλοκάμια ενός χταποδιού μπορούν να μεταδίδουν πληροφορίες το ένα στο άλλο χωρίς να εμπλέκεται ο κεντρικός εγκέφαλος, επιτρέποντάς τους να συντονίζονται πιο αποτελεσματικά.

Πρέπει να γίνουν περισσότερες έρευνες, αλλά οι επιστήμονες υποψιάζονται ότι η ρύθμιση του νευρικού συστήματος ενός χταποδιού του δίνει εντοπισμένο και από πάνω προς τα κάτω έλεγχο – κάτι που είναι σημαντικό για ένα πλάσμα με μεταβαλλόμενο σχήμα σώματος και μερικώς αποκεντρωμένο νευρικό σύστημα. Ο κεντρικός εγκέφαλος μπορεί να χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της πορείας ενός πλοκαμιού μέσω της όρασης, ενώ το μεμονωμένο γάγγλιο στη βάση κάθε πλοκαμιού τελειοποιεί την κίνηση, επιτρέποντάς του μεγαλύτερη ακρίβεια. Αυτό επιτρέπει επίσης σε κάθε πλοκάμι να γεύεται, να μυρίζει και να αισθάνεται αντικείμενα κατά μήκος της διαδρομής ανεξάρτητα.

Όσο τρελό κι αν φαίνεται, τα χταπόδια έχουν πράγματι εννέα εγκεφάλους. Αυτοί οι ξεχωριστοί εγκέφαλοι παίζουν σημαντικό ρόλο στη μοναδική νοημοσύνη και προσωπικότητα των χταποδιών, καθιστώντας τα τα πιο έξυπνα ασπόνδυλα στον πλανήτη.