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科学家们已经想出了如何捕捉大脑活动的章鱼清醒和移动——突破一步理解大脑如何控制他们的行为。
科学家已经成功地记录大脑活动从自由移动的章鱼,一个壮举通过植入电极和一个数据记录器直接进入生物。
该研究发表在网上当代生物学2月23日,是一个关键的一步,如何章鱼的大脑控制他们的行为,并可能提供线索智力和认知发生所需的共同原则。
“如果我们想了解大脑是如何工作的,章鱼是动物研究作为一个比较完美的哺乳动物。他们有一个大的大脑,一个非常独特的身体,和高级认知能力已经开发出完全不同的脊椎动物,“古特尼克,他玛博士说,第一作者和前博士后研究员物理学和生物学的单位冲绳研究所科技(OIST)。
但测量脑电波的章鱼已经证明一个真正的技术挑战。与脊椎动物不同的是,章鱼酒体柔软,所以他们没有头骨锚录音设备上,以防止它被删除。
“章鱼有八个强大的和超灵活武器,这绝对可以达到身体上任何一个地方,“古特尼克,博士说。“如果我们试图将电线连接到他们,他们会立刻宰如果,所以我们需要一种方法得到设备的完全的范围,将在他们的皮肤。”
研究者选定了小和轻量级数据记录器的解决方案,这是最初设计跟踪鸟类的大脑活动在飞行。团队适应设备使其防水,但仍然足够小,轻松地容纳章鱼。的电池,需要工作在低压空气环境中,允许12小时的连续记录。
研究人员选择章鱼cyanea,俗称章鱼,他们的模型动物,由于其更大的尺寸。他们麻醉三个章鱼和记录器成腔植入肌肉墙的地幔。科学家然后将电极植入的章鱼的大脑称为垂直叶和优越的额叶中值,也就是最容易。这个大脑区域也被认为是重要的视觉学习和记忆是大脑处理,古特尼克,博士是特别感兴趣的理解。
一旦手术完成,章鱼回到家中坦克和监控视频。五分钟后,章鱼已经恢复,花了12个小时后睡觉,饮食和移动他们的坦克,他们的大脑活动被记录。记录器和电极然后从章鱼,视频和数据同步。
研究人员分析了几个不同的大脑活动模式,其中一些相似的大小和形状在哺乳动物,而其他人非常持久,缓慢振荡之前没有描述。
研究人员尚未能够链接这些大脑活动模式的具体行为的视频。然而,这并非完全出人意料,古特尼克,博士解释说,因为他们不需要动物特定的学习任务。
“这是一个与学习和记忆相关的区域,为了探索这条赛道,我们真的需要做重复,记忆任务与章鱼。这是我们希望做很快!”
研究人员还认为,这种方法记录大脑活动的自由移动的章鱼可以用于其他章鱼物种和可以帮助解决问题在许多其他领域的章鱼认知,包括他们如何学习,社交和控制身体和手臂的运动。
“这是一个非常关键的研究,但这只是第一步,”迈克尔库巴地毯教授说,他领导了这一项目在OIST物理学和生物学单位现在继续那不勒斯大学的费德里科•II。“章鱼是那么聪明,但是现在,我们很少了解他们的大脑是如何工作的。这种方法意味着我们现在可以窥视自己的大脑,他们正在做特定的任务。这是真正令人兴奋的和强大的。”
参考古特尼克,:T, Anreas Neef, Cherninskyi等。记录大脑电活动的行为章鱼。SSRN电子杂志,2022;doi:10.2139 / ssrn.4309084
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