Учёные из Еврейского университета в Иерусалиме и Академического центра Руппина выяснили, как осьминоги запоминают информацию. Оказалось, что мозг головоногого использует особый молекулярный механизм для поддержания устойчивых связей между нейронами — и он заметно отличается от того, что известно о позвоночных.
Исследователи сосредоточились на вертикальной доле мозга осьминога — области, которая, как гиппокамп у позвоночных, играет центральную роль в обучении и памяти. Как и гиппокамп, она может усиливать связи между нейронами после кратковременной сильной стимуляции. Этот процесс называется долговременной потенциацией и считается одним из фундаментальных механизмов памяти.
Но поддерживают осьминоги эти усиленные связи иначе. В основе открытия — оксид азота, крошечная газообразная молекула-посредник между нервными клетками. Она играет двойную роль: помогает усиливать синаптические связи и поддерживает это усиление, постоянно активируя фермент, который отвечает за её выработку. Получается самоподдерживающаяся петля — молекулярный переключатель, который, однажды включившись, укрепляет связи со временем.
Главное отличие от позвоночных: у осьминогов этот процесс может поддерживать долговременную потенциацию без выработки новых белков. Это противоречит общепринятым представлениям о молекулярных процессах, лежащих в основе длительных изменений в нейронных связях.
«Это открытие интересно потому, что осьминоги выработали принципиально иное молекулярное решение проблемы, общей для всех систем обучения: как превратить кратковременный опыт в долгосрочные изменения в нейронных связях, — объясняют учёные. — Это замечательный пример того, как эволюция может привести к появлению схожих принципов обучения и памяти, основанных на совершенно разных биологических механизмах».
Открытие не только раскрывает ещё один аспект интеллекта осьминогов, но и показывает, как изучение животных с независимо эволюционировавшей нервной системой может углубить понимание биологических основ обучения и памяти.