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. على عكس البشر، الذين تتحكم أدمغتهم في جميع الوظائف الحركية، يبدو أن أذرع الأخطبوط تعمل بشكل شبه مستقل، كما لو أن كل ذراع تمتلك “الحبل الشوكي” الخاص بها. تساعد هذه الاستقلالية هذه المخلوقات على أداء مهام معقدة. يمكن أن تتراوح هذه المهام بين فتح الجرار واستخدام الأدوات، وكل ذلك في حين أن الدماغ لديه سيطرة مباشرة محدودة على كل ذراع.
يقدم رسم الخرائط المتقدم رؤى جديدة
ال بحث، بقيادة روبين كروك، الأستاذ المشارك والرئيس المشارك لقسم الأحياء في ولاية سان فرانسيسكو، يتناول سؤالًا طويل الأمد في علم الأحياء البحرية: كيف تدير أذرع الأخطبوط مثل هذه السلوكيات المعقدة 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.
استخدمت دراسة وينترز بوستويك العلامات الجزيئية لتسليط الضوء على أنواع مختلفة من الخلايا العصبية، وكشفت أن الخلايا العصبية الموجودة على طرف الذراع تختلف بشكل كبير عن تلك الموجودة بالقرب من الدماغ المركزي. وفي الوقت نفسه، استخدم Neacsu المجهر الإلكتروني ثلاثي الأبعاد لاستكشاف التنظيم الهيكلي، واكتشاف الأنماط المتكررة في فروع الأعصاب والعقد العصبية عبر الذراع.
الدور الحاسم للتصوير المتقدم
أصبحت هذه الدراسات ممكنة بفضل تكنولوجيا التصوير المتقدمة لولاية سان فرانسيسكو، وخاصة مجهر Leica STELLARIS الموجود في مركز التصوير الخلوي والجزيئي (CMIC) بالجامعة. لقد كان هذا المورد بمثابة تغيير في قواعد اللعبة بالنسبة للفريق. قال كروك: “لولا هذا المجهر، لم يكن من الممكن إجراء الكثير من أبحاثنا”.
يمكن لنتائج هذه الخرائط أن تُحدث 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 استكشاف كيفية استجابة أذرع الأخطبوط للمنبهات واستكشاف الأسباب التطورية وراء بنية نظامهم العصبي الفريدة.
