Что нейроны кальмара и осьминог под экстази могут рассказать нам о нас самих

Головоногие моллюски (осьминоги, кальмары, каракатицы) известны своей невероятной способностью менять цвет. Но эти странные существа также сыграли ключевую роль в развитии нашего понимания нервной системы человека.

Среди беспозвоночных они стоят особняком. У них эволюционировала гораздо более крупная нервная система. Их план строения тела совершенно иной, но они разделяют многие фундаментальные принципы того, как нервная система лежит в основе поведения.

Что мы узнали, изучая головоногих?

Нейронауки получили большую пользу от головоногих. Первый в истории потенциал действия (электрическая активность нейрона) был зарегистрирован у кальмара.

У людей есть белое вещество, которое позволяет электрическим сигналам распространяться в нейронах гораздо быстрее. У беспозвоночных его нет. Их решение для ускорения сигнала — иметь аксон нейрона большего диаметра.

Первые потенциалы действия были записаны в так называемом гигантском аксоне кальмара. Его диаметр составляет около миллиметра, что очень много по сравнению с другими нервами.

С ранними методами регистрации электрической активности было необходимо найти систему с физически большим аксоном, чтобы можно было ввести в него электроды. Эта запись является фундаментальной основой нейробиологии.

Почему аксон такой большой?

С точки зрения эволюции, быстрые реакции нужны для поведения бегства. Наличие гигантского, более толстого аксона позволяло электрическим сигналам быстрее достигать мышц, помогая спасаться от опасности или хищников.

Как головоногих используют в нейронауке сегодня?

Их изучение вышло далеко за рамки физиологии, отчасти из-за их сложного поведения и интересных сенсорных способностей.

У головоногих есть небольшой мозг, но их нервная система не централизована. Нейроны сгруппированы по всему телу, образуя сеть. Эти скопления называются ганглиями. Они обеспечивают независимый контроль за сегментом тела. Например, скопления нейронов в щупальцах отвечают за многие интересные поведенческие реакции и моторный контроль.

Что показал эксперимент с экстази (MDMA) на осьминогах?

Ученые исследовали, вызовет ли MDMA у головоногих просоциальное поведение, как у людей. Они использовали в основном одиночный вид осьминога.

После обработки экстази осьминоги стали меньше интересоваться игрушками и больше — друг другом, проявляя большую общительность. Эксперимент показал, что у них существует очень похожая система, основанная на серотонине — именно поэтому MDMA нравится и людям.

Поскольку MDMA в настоящее время тестируется на предмет потенциальной терапевтической пользы при лечении ПТСР, полезно знать, что с нейрохимической точки зрения у людей и головоногих происходят схожие процессы.