唧唧堂名校科研介绍2014-07-02 7:03 PM

“八爪鱼”为什么不会为八爪抓狂?

章鱼的腕识别自身身体的其他部分,甚至是已经分离的部分。截肢试验显示腕的运动是不依赖于中央大脑控制的。 

章鱼八条腕上的数百吸盘本能地吸附几乎所有能接触到的,但是从来都不会抓到自己,虽然章鱼并不是一直都知道它的腕在作什么。今天,研究人员揭示动物的皮肤产生一种化学物质,阻止章鱼的吸盘抓取其自己身体部分及纠缠在一起。 

“章鱼腕建立一种机制来防止吸盘抓取状语的皮肤,”耶路撒冷希伯来大学的神经科学家Guy Levy 说,他是此研究的领导者,文章发表在近期的《Current BioLogy》杂志上。这是首次证实运动控制中的一种化学物质自我识别机制,有助于科学家建立更好的仿生机器人。 

为了找出章鱼如何避免抓住它自己,Levy及其同事切断章鱼的一个手腕并进行一系列的测试。(这一过程不被视为损伤性的,Levy说,因为章鱼偶尔失去一只腕的性质和行为通常发生在肢体再生。) 

截肢后,被切断的腕仍然活跃了一个多小时,而且紧紧抓住几乎任何物体,但有三个例外:以前的主题;其他或的章鱼;以及其他截肢的断臂。“但是当我们剥去截肢断臂的皮肤后,将它提交给另一个截肢的断臂,我们惊讶的看到,它抓住了被夺走皮肤的断臂就像任何其他物品一样,”该文的合作者希伯来大学的神经学家Nir Nesher说。 

而当研究人员递送截肢的肢体给它的以前主体,章鱼常常表现出一种不寻常的方式,围绕它的断臂跳舞并摩擦它,但不贴上任何吸盘。(完整的章鱼对截肢的肢体也表现出这种行为。)当章鱼发现被切断手臂暴露出的肉体时,它常常只用它的喙舔它,就像它在添它的伤口。其他的肢体自由地晃来晃去,不会被其他手臂影响。 

该研究也说明章鱼能够识别它自己的腕,甚至在截肢后,Binyamin Hochner说,希伯来大学的另一位神经科学家及这项课题的主要研究者,因为“值得注意的是它们往往抓取其他章鱼的截肢腕作为食物而不是它们自己的手臂”。多数这些案例中它们事实上吃了截断的肢体。章鱼这个物种已知是同类相食的。 

章鱼的大脑不能时常的监控其有所腕的正确的位置和运动;这将非常困难因为每个手臂几乎有无限的自由度。相反,每个腕有其自己的电动控制器,一组神经元能控制他的运动独立于其身体的其他部分。 

但是通常大脑并不介入。事实上章鱼确定最终抓取一个截肢的手臂,但是切断的腕绝不会碰章鱼,暗示在腕按程序设计做什么与大脑常常决定做什么之间的一种冲突。“我们相信大脑的决定是更复杂的,而且可能涉及到高水平的认知,”Levy说。

论文原文:
动物学论文《皮肤和吸盘间的自我识别机制能防止章鱼自身足腕间的相互干扰》, 2014年6月发表于《Current Biology》.

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