Kada hobotnice spavaju, njihovi mirni periodi sna su isprekidani kratkim naletima pomahnitale aktivnosti. Ruke i oči im se trzaju, disanje im se ubrzava, a koža im blista jarkim bojama.
Sada su istraživači sa Okinavskog instituta za nauku i tehnologiju (OIST), u saradnji sa Univerzitetom u Vašingtonu, pažljivo ispitali aktivnost mozga i uzorke kože kod hobotnica (Octopus lakueus) tokom ovog aktivnog perioda sna i otkrili da su veoma slični neuralna aktivnost i ponašanje uzorka kože koje se vidi kada ste budni. Aktivnost slična buđenju se takođe javlja tokom sna sa brzim pokretima očiju (REM) kod sisara – faza u kojoj se javlja većina snova.
Studija, objavljena 28. juna u časopisu Nature, naglašava izuzetne sličnosti između ponašanja hobotnica i ljudi u spavanju i pruža fascinantan uvid o poreklu i funkciji sna.
„Čini se da sve životinje pokazuju neki oblik sna, čak i jednostavne životinje kao što su meduze i voćne mušice. Ali dugo vremena, samo kičmenjaci su bili poznati da kruže između dve različite faze spavanja“, rekao je stariji autor, profesor Sem Rajter, koji vodi istraživanje. Jedinica za računarsku neuroetologiju u OIST-u.
„Činjenica da je dvostepeni san nezavisno evoluirao kod udaljenih bića, poput hobotnica, koje imaju velike, ali potpuno različite strukture mozga od kičmenjaka, sugeriše da posedovanje aktivnog, budnog stadijuma može biti opšta karakteristika složene spoznaje“, rekla je autorka dr. Leenoi Meshulam, statistička fizičarka sa Univerziteta u Vašingtonu, koja je pomogla u dizajniranju istraživanja tokom njenog tromesečnog boravka na OIST-u kao gost Teoretskih nauka Visiting Programa. Hobotnica iz vrste Octopus lakueus menja svoju kožu tokom aktivnog sna. Kredit: OIST
Za početak, naučnici su proverili da li su hobotnice zaista spavale tokom ovog aktivnog perioda. Oni su testirali kako su hobotnice reagovale na fizički stimulans i otkrili da hobotnice u mirnom i aktivnom stadijumu sna zahtevaju jaču stimulaciju pre nego što reaguju, u poređenju sa onim kada su bile budne. Tim je takođe otkrio da ako su sprečili hobotnice da spavaju ili ih ometaju tokom aktivne faze sna, hobotnice su kasnije ulazile u aktivni san brže i češće.
„Ovo kompenzatorno ponašanje zakucava aktivnu fazu kao suštinsku fazu sna koja je potrebna da bi hobotnice pravilno funkcionisale“, rekla je Aditi Pophale, prvi autor studije i dr. student OIST-a.
Istraživači su takođe istražili moždanu aktivnost hobotnica kada su budne i spavale. Tokom mirnog sna, naučnici su videli karakteristične moždane talase koji su veoma slični određenim talasnim oblicima viđenim tokom ne-REM spavanja u mozgu sisara koji se nazivaju vretena spavanja. Iako je tačna funkcija ovih talasnih oblika nejasna čak i kod ljudi, naučnici veruju da pomažu u konsolidaciji sećanja.
Koristeći najsavremeniji mikroskop koji je napravio koautor dr Tomojuki Mano, istraživači su utvrdili da se ovi talasi nalik vretenu spavanja javljaju u delovima mozga hobotnica povezanih sa učenjem i pamćenjem, što sugeriše da ovi talasi potencijalno služe sličnoj funkciji. ljudima.
Otprilike jednom na sat, hobotnice su ušle u aktivnu fazu sna na oko minut. Tokom ove faze, moždana aktivnost hobotnica je veoma ličila na njihovu moždanu aktivnost dok su budne, baš kao što to čini REM spavanje kod ljudi.
Istraživačka grupa je takođe uhvatila i analizirala promenljive obrasce kože hobotnica kada su budne i spavale u ultra visokoj 8K rezoluciji.
„Snimanjem u tako visokoj rezoluciji, možemo da vidimo kako se ponaša svaka pojedinačna pigmentirana ćelija kako bi se stvorio ukupni uzorak kože“, rekao je dr Mešulam. „Ovo bi nam moglo pomoći da kreiramo jednostavne modele uzoraka kože da bismo razumeli opšte principe ponašanja u budnom i spavanju.“
Kada su budne, hobotnice kontrolišu hiljade sitnih, pigmentiranih ćelija u svojoj koži, stvarajući široku lepezu različitih uzoraka kože. Oni koriste ove obrasce da bi se kamuflirali u različitim okruženjima, kao iu društvenim ili pretnjama, kao što su upozorenje na predatore i međusobno komuniciranje. Tokom aktivnog sna, naučnici su izvestili da su hobotnice prolazile kroz iste obrasce kože.
Sličnosti između aktivnog sna i budnog stanja mogu se objasniti raznim razlozima, rekli su naučnici. Jedna teorija je da hobotnice možda vežbaju svoje obrasce kože kako bi poboljšale svoje maskirno ponašanje u budnom stanju ili jednostavno održavale pigmentne ćelije.
Još jedna intrigantna ideja je da bi hobotnice mogle ponovo da žive i uče iz svojih budnih iskustava, kao što su lov ili skrivanje od predatora, i da ponovo aktiviraju obrazac kože povezan sa svakim iskustvom. Drugim rečima, mogli bi da rade nešto slično sanjanju.
„U tom smislu, dok ljudi mogu verbalno da prijave kakve su snove imali samo kada se probude, uzorak kože hobotnice deluje kao vizuelno očitavanje njihove moždane aktivnosti tokom spavanja“, rekao je prof. Rajter.
Dodao je: „Trenutno ne znamo koje bi od ovih objašnjenja, ako ih ima, moglo biti tačno. Veoma smo zainteresovani da dalje istražimo.“
