Les scientifiques ont enregistré avec succès l’activité cérébrale de pieuvres en mouvement libre, un exploit rendu probable en implantant des électrodes et un enregistreur de données directement dans les créatures.
L’étude, publiée en ligne dans Existing Biology le 23 février, est une étape cruciale pour comprendre comment le cerveau des pieuvres contrôle leur comportement et pourrait fournir des indices sur les principes communs nécessaires à l’intelligence et à la cognition.
“Si nous voulons comprendre le fonctionnement du cerveau, les pieuvres sont l’animal idéal à étudier en comparaison avec les mammifères. Elles ont un gros cerveau, un corps étonnamment distinctive et des capacités cognitives avancées qui se sont développées complètement différemment de celles des vertébrés”. a déclaré le Dr Tamar Gutnick, leading auteur et ancien chercheur postdoctoral à l’unité de physique et de biologie de l’Institut des sciences et technologies d’Okinawa (OIST).
Mais mesurer les ondes cérébrales des pieuvres s’est avéré un véritable défi system. Contrairement aux vertébrés, les pieuvres ont un corps mou, elles n’ont donc pas de crâne sur lequel ancrer l’équipement d’enregistrement, pour éviter qu’il ne soit retiré.
“Les pieuvres ont huit bras puissants et ultra-flexibles, qui peuvent atteindre absolument n’importe où sur leur corps”, a déclaré le Dr Gutnick. “Si nous essayions de leur attacher des fils, ils s’arracheraient immédiatement, nous avions donc besoin d’un moyen de mettre l’équipement complètement hors de leur portée, en le plaçant sous leur peau.”
Les chercheurs ont choisi comme remedy des enregistreurs de données petits et légers, conçus à l’origine pour suivre l’activité cérébrale des oiseaux pendant le vol. L’équipe a adapté les appareils pour les rendre étanches, mais suffisamment petits pour tenir facilement à l’intérieur des pieuvres. Les batteries, qui devaient fonctionner dans un environnement à faible teneur en air, permettaient jusqu’à 12 heures d’enregistrement continu.
Les chercheurs ont choisi Octopus cyanea, moreover communément appelée pieuvre diurne, comme animal modèle, en raison de sa in addition grande taille. Ils ont anesthésié trois pieuvres et implanté un enregistreur dans une cavité de la paroi musculaire du manteau. Les scientifiques ont ensuite implanté les électrodes dans une zone du cerveau de la pieuvre appelée le lobe vertical et le lobe frontal supérieur médian, qui est la zone la furthermore accessible. Cette région du cerveau est également considérée comme importante pour l’apprentissage visuel et la mémoire, qui sont des processus cérébraux que le Dr Gutnick s’intéresse particulièrement à comprendre.
Une fois l’opération terminée, les pieuvres ont été ramenées dans leur bac d’origine et surveillées par vidéo. Après cinq minutes, les pieuvres avaient récupéré et avaient passé les 12 heures suivantes à dormir, à manger et à se déplacer dans leur aquarium, car leur activité cérébrale était enregistrée. L’enregistreur et les électrodes ont ensuite été retirés des pieuvres et les données ont été synchronisées avec la vidéo.
Les chercheurs ont identifié plusieurs modèles distincts d’activité cérébrale, dont certains étaient similaires en taille et en forme à ceux observés chez les mammifères, tandis que d’autres étaient des oscillations lentes de très longue durée qui n’avaient pas été décrites auparavant.
Les chercheurs n’étaient pas encore en mesure de relier ces modèles d’activité cérébrale à des comportements spécifiques des vidéos. Cependant, ce n’est pas complètement surprenant, a expliqué le Dr Gutnick, vehicle ils n’exigeaient pas que les animaux effectuent des tâches d’apprentissage spécifiques.
“C’est un domaine associé à l’apprentissage et à la mémoire, donc pour explorer ce circuit, nous devons vraiment faire des tâches de mémoire répétitives avec les pieuvres. C’est quelque chose que nous espérons faire très bientôt ! ”
Les chercheurs pensent également que cette méthode d’enregistrement de l’activité cérébrale des pieuvres en mouvement libre peut être utilisée chez d’autres espèces de pieuvres et pourrait aider à résoudre des thoughts dans de nombreux autres domaines de la cognition des pieuvres, y compris remark elles apprennent, socialisent et contrôlent le mouvement de leur corps et de leurs bras..
“Il s’agit d’une étude vraiment cruciale, mais ce n’est que la première étape”, a déclaré le professeur Michael Kuba, qui a dirigé le projet à l’unité de physique et de biologie de l’OIST et continue maintenant à l’Université de Naples Federico II. “Les poulpes sont si intelligents, mais pour le minute, nous en savons si peu sur le fonctionnement de leur cerveau. Cette technique signifie que nous avons maintenant la capacité de scruter leur cerveau pendant qu’ils effectuent des tâches spécifiques. C’est vraiment excitant et puissant.”
L’étude a impliqué une collaboration internationale entre des chercheurs du Japon, d’Italie, d’Allemagne, d’Ukraine et de Suisse.