Chobotnice, sépie a olihně nutí neurovědce přehodnocovat, co vlastně znamená inteligentní mozek

Chobotnice, olihně a sépie patří mezi nejpodivuhodnější tvory na Zemi. Mají tři srdce, modrou krev, žádnou kostru a jejich kůže dokáže vnímat chemické látky, reagovat na světlo a rychle měnit barvu i strukturu. Některým druhům se navíc dokážou regenerovat poškozená ramena. Přestože jde o bezobratlé měkkýše, vyvinuli si mimořádně složité mozky a vysokou inteligenci.

Předkové hlavonožců a obratlovců se od sebe oddělili před více než 600 miliony let. Od té doby se obě skupiny vyvíjely nezávisle, přesto mezi nimi vznikly pozoruhodné podobnosti. Typickým příkladem jsou oči, které se u hlavonožců i obratlovců vyvinuly odděleně, ale fungují podobně. Podobně překvapivá je i inteligence hlavonožců.

Asi před 400 miliony let se dnešní chobotnice, sépie a olihně oddělily od loděnek a postupně ztratily ochranné schránky. Současně se u nich vyvinuly mimořádně velké mozky – největší mezi bezobratlými. Díky nim mají výbornou paměť, dokážou řešit problémy, používat nástroje a zvládají i odložené uspokojení.

Mozek rozdělený do ramen

Nervová soustava hlavonožců se od té naší výrazně liší. Mozek chobotnice má tvar prstence kolem jícnu a více než polovina jejích neuronů se nachází přímo v ramenech. Každé rameno obsahuje vlastní nervový provazec fungující téměř jako „minimozek“, takže část řízení pohybu probíhá lokálně.

Neobvyklá je i organizace neuronů. Nervové provazce v ramenech působí neuspořádaně, přesto umožňují velmi komplexní chování. Odlišné jsou dokonce i některé molekulární mechanismy komunikace mezi neurony. Výzkumy například ukázaly, že určité dopaminové receptory fungují u chobotnic jinak než u obratlovců.

To vede vědce k zásadní otázce: fungují mozky hlavonožců podle stejných principů jako mozky obratlovců, nebo představují zcela jiný způsob vzniku inteligence?

Hlavonožci jako model pro neurovědu

Hlavonožci sehráli důležitou roli už v počátcích neurovědy. V roce 1929 objevil zoolog John Zachary Young u olihní obří nervová vlákna, do nichž bylo možné snadno zavádět elektrody. Díky nim vědci odhalili základní principy šíření elektrických impulzů v neuronech.

Dlouho však bylo studium hlavonožců technicky velmi obtížné. Chobotnice se špatně chovají v laboratořích a práce s jejich nervovou soustavou je komplikovaná. Situace se změnila až po zveřejnění genomu chobotnice v roce 2015, což otevřelo cestu moderním molekulárním metodám.

Vědci dnes používají genetické editace pomocí CRISPR, mapují spojení mezi neurony a zkoumají například orientaci v prostoru nebo maskování sépií. Ty dokážou měnit vzory na těle podle okolního prostředí, takže jejich kůže poskytuje jedinečný pohled na to, jak mozek zpracovává vizuální informace.

Japonští vědci zjistili, že chobotnice během spánku procházejí epizodami rychlých změn barev a vzorů na těle. Tyto stavy připomínají REM fázi spánku u savců, která souvisí se sny. Nelze říci, zda chobotnice skutečně sní, jejich mozková aktivita ale naznačuje složité vnitřní procesy.

Výzkum hlavonožců zároveň ukazuje, že inteligence může vzniknout i v těle bez kostry. Mozek chobotnice musí řídit mimořádně flexibilní organismus s rameny schopnými téměř nekonečné variability pohybu.

Etické otázky

Studium hlavonožců přináší i etické problémy. Výzkumy naznačují, že pravděpodobně cítí bolest, ale vědci zatím neznají spolehlivé prostředky proti bolesti, které by u nich fungovaly. Zatímco Evropa a Británie zavedly pro výzkum hlavonožců přísnější pravidla, v některých dalších zemích podobná legislativa chybí.

Právě proto dnes neurovědci považují hlavonožce nejen za fascinující model inteligence, ale také za důležitou výzvu pro budoucnost etického výzkumu zvířat.