Un gruppo di scienziati è riuscito a registrare l’attività cerebrale di polpi che si muovono liberamente, inserendo elettrodi e un registratore di dati direttamente all’interno delle creature. Lo studio, pubblicato su Current Biology, rappresenta un passo importante per capire come il loro cervello controlla il comportamento e per scoprire le basi fondamentali dell’intelligenza e della cognizione.
L’attività cerebrale dei polpi
“Il polpo è l’animale perfetto da studiare come confronto con i mammiferi se vogliamo capire come funziona il cervello”, ha spiegato il dottor Tamar Gutnick, primo autore e ricercatore postdottorato presso l’Unita’ di Fisica e Biologia dell’Okinawa Institute of Science and Technology (OIST). “Hanno un grande cervello, un corpo incredibilmente unico e abilità cognitive avanzate che si sono sviluppate in modo completamente diverso rispetto a quelle dei vertebrati”. Misurare le onde cerebrali dei polpi si è rivelato una vera e propria sfida tecnica. A differenza dei vertebrati, i polpi sono molli e quindi non hanno un cranio su cui ancorare l’apparecchiatura di registrazione per impedire che venga rimossa.
“I polpi hanno otto braccia potenti e ultra-flessibili, che possono raggiungere ovunque sul loro corpo”, ha detto il dott. Gutnick. “Se provassimo ad attaccare fili su di loro, li strapperebbero immediatamente, quindi avevamo bisogno di un modo per mettere l’attrezzatura completamente fuori dalla loro portata, mettendola sotto la loro pelle”.
Lo studio
I ricercatori hanno scelto dei piccoli registratori di dati leggeri, originariamente progettati per monitorare l’attività cerebrale degli uccelli in volo. Il team ha adattato i dispositivi per renderli impermeabili, ma comunque sufficientemente piccoli da adattarsi facilmente all’interno dei polpi.
Le batterie, che dovevano funzionare in un ambiente a bassa pressione, hanno consentito fino a 12 ore di registrazione continua. I ricercatori hanno scelto l’Occtopus cyanea, noto anche come polpo diurno, come modello animale, a causa della sua maggior dimensione. Hanno anestetizzato tre polpi e impiantato un registratore in una cavità nella parete muscolare del mantello. I ricercatori hanno poi impiantato gli elettrodi in un’area del cervello del polpo chiamata lobo verticale e lobo frontale medio superiore, la zona più accessibile. Questa regione cerebrale è anche ritenuta importante per l’apprendimento visivo e la memoria, processi cerebrali che il dott. Gutnick è particolarmente interessato a comprendere.
Attività simili ai mammiferi
Una volta completato l’intervento chirurgico, i polpi sono stati riportati nella vasca di casa e monitorati tramite video. Dopo cinque minuti, i polpi si sono ripresi e hanno trascorso le successive 12 ore dormendo, mangiando e muovendosi nella vasca, mentre veniva registrata la loro attività cerebrale. Il registratore e gli elettrodi sono stati quindi rimossi dai polpi e i dati sono stati sincronizzati con il video.
I ricercatori hanno identificato diversi modelli distinti di attività cerebrale, alcuni dei quali erano simili per dimensioni e forma a quelli osservati nei mammiferi, mentre altri erano oscillazioni lente e di lunga durata che non erano state descritte prima.
