دانشمندان می‌گویند مغز ماهی مرکب به‌اندازه مغز یک سگ پیچیده است

تقریبا برای همه ثابت شده است که سرپایان (cephalopods) موجودات بسیار باهوشی هستند و این هوش، از سیستم عصبی پیچیده‌ مغز آن‌ها سرچشمه می‌گیرد. حالا یک مطالعه جدید بر روی مغز ماهی مرکب (squid) تایید می‌کند که ارتباطات داخل مغز او تا چه اندازه پیچیده است.

محققان در این مطالعه، با استفاده از فناوری عکس‌برداری MRI و چند تکنیک پیشرفته توانسته‌اند مسیرهای عصبی ناشناخته مغز ماهی مرکب را شناسایی و توضیح دهند.

Wen-Sung Chung، عصب‌شناس از دانشگاه کوئینزلند استرالیا و از اعضای گروه تحقیق می‌گوید: سرپایان امروزی که شامل اختاپوس‌ها، ماهی‌های مرکب و چند گونه دیگر می‌شوند، مغزهای پیچیده‌ای دارند. مغز آن‌ها به‌لحاظ پیچیدگی، تقریبا نزدیک به مغز سگ‌ها بوده و از مغز موش‌ها، دست‌کم در تعداد نورون‌ها، جلوتر است.

برای مثال، برخی از سرپایان بیش از ۵۰۰ میلیون نورون در مغز خود دارند که در مقایسه با ۲۰۰ میلیون نورون مغز یک موش و ۲۰۰۰۰ نورون مغز یک نرم‌تن معمولی، فوق‌العاده زیاد است.

همه ما می‌دانیم که پیچیدگی عصبی، لزوما به معنای هوش بالا نیست؛ اما ما می‌دانیم که سگ‌ها دارای قشر مغز نسبتا متراکمی هستند، بنابراین دیدن اینکه ارتباطات مغزی برخی از سرپایان تا چه‌اندازه مثل مغز سگ‌ها پیچیده است، واقعا حیرت‌انگیز است.

تیم تحقیق، برای به دست آورن نخستین نقشه با رزولوشن بالا از داخل مغز ماهی مرکب، از دو نوع دستگاه MRI استفاده کردند: یک تصویرساز رزنانس مغناطیسی بهبودیافته و یک تصویرساز رزنانس مغناطیسی با وضوح زاویه‌ای بالا.

آن‌ها روی ماهی‌ مرکب موردآزمایش را با رنگ نقره‌ای یا ردیاب‌های عصبی فلورسنت چندرنگی پوشش دادند بتوانند مسیرهای عصبی مغز او را نقشه‌برداری کنند. این تکنیک‌ها به دانشمندان اجازه داد تا بیش از ۹۹ درصد ۲۸۲ مسیر عصبی اصلی قبلا شناسایی‌شده را تایید کنند.

آن‌ها همچنین ۱۴۵ مسیر عصبی جدیدی را کشف کردند که قبلا شناسایی نشده بود؛ مسیرهایی که بیش از ۶۰ درصد آن‌ها به سیستم بینایی و حرکت ماهی مرکب ارتباط داشتند. Chung می‌گوید: ما توانستیم مسیرهای عصبی زیادی را که اختصاص به عمل استتار و ارتباطات بینایی ماهی داشتند شناسایی کنیم. این مسیرها، به ماهی مرکب توانایی‌های منحصربه‌فردی برای شکار کردن، ارتباط با همنوع خود از طریق تغییر رنگ و فرار از حیوانات شکارچی می‌دهد.

اینکه بینایی سرپایان چگونه عمل می‌کند، هنوز راز سربه‌مهری است، اما به نظر می‌رسد که آن‌ها احتمالا با وجود کوررنگی، قادر به دریافت رنگ‌ها از طربق دیگری هستند. ما دیده‌ایم که اختاپوس‌ها چگونه رنگ خود را برای سازگاری با محیط اطراف‌شان تغییر می‌دهند یا ماهی‌های مرکب چگونه از طریق تغییر رنگ با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند.

ظاهرا دانشمندان در مطالعه حاضر توانسته‌اند مسیرهای عصبی مرتبط با این پروسه بینایی و همچنین ساختاری در مغز ماهی مرکب که مسئول هماهنگ کردن بینایی و عمل استتار اوست را پیدا کنند.

Chung می‌گوید: شباهت‌های موجود بین مغز سرپایان و سیستم عصبی مهره‌داران به ما اجازه می‌دهد تا حدس‌های جدیدی را درباره سیستم عصبی این موجودات بزنیم. این مطالعه، چندین شبکه عصبی جدید را نشان می‌دهد که ظاهرا مسئول رفتارهای مرتبط با بینایی حیوان مثل جابه‌جایی و استتار هستند.

مغز سرپایان بسیار متفاوت از مغز ما و سایر مهره‌داران عمل می‌کند و این تحقیق در واقع بخشی از یک پروژه بلندمدت برای دانستن نحوه کار مغز آن‌هاست.

تیم تحقیق در مقاله خود نوشته‌اند: درک اینکه سرپایان چگونه می‌توانند کارهای شناختی ظاهرا پیچیده‌ای را انجام دهند، نیاز به مطالعاتی از این‌دست دارد که شواهد محکمی را درباره ساختار مغز آن‌ها در اختیار ما قرار می‌دهد و منجر به شناخت بهتر ما از این موجودات خارق‌العاده و منحصربه‌فرد می‌شود.

یافته‌های این مطالعه در مجله iScience چاپ شده است.

نوشته دانشمندان می‌گویند مغز ماهی مرکب به‌اندازه مغز یک سگ پیچیده است اولین بار در اخبار تکنولوژی و فناوری پدیدار شد.

دانشمندان از عینک سه‌بعدی برای بررسی بینایی ماهی مرکب استفاده کردند

در یک مطالعه جدید، دانشمندان برای اینکه بدانند دید سه‌بعدی ماهی مرکب یا ده‌پا (cuttlefish) چگونه کار می‌کند، از یک عینک سه‌بعدی آبی و قرمز بر روی چشمان این حیوان استفاده کردند.

در این تحقیق مشخص شد که با وجود اینکه چشمان ماهی مرکب کاملا متفاوت از چشمان انسان است، اما دید سه‌بعدی آن‌ها تا حدود زیادی شبیه دید سه‌بعدی ماست. با این‌حال، به نظر می‌رسد که مکانیسم دید سه‌بعدی آن‌ها بسیار متفاوت از ما باشد.

Rachael Feord، عصب‌شناس از دانشگاه کمبریج می‌گوید: این مطالعه یک گام دیگر ما را به سمت دانستن این موضوع که سیستم‌های عصبی متفاوت چگونه برای حل یک مشکل واحد تکامل یافته‌اند، نزدیک‌تر کرد.

ماهی مرکب، یکی از عجیب‌ترین چشم‌ها را در دنیای حیوانات دارد. این حیوان، فقط یک نوع دریافت‌کننده نور دارد که ممکن است باعث شود دید او تنها به‌صورت سیاه و سفید باشد. اما این ماهی دارای یک مردمک منحصربه‌فرد W شکل است که احتمالا به او اجازه می‌دهد تا رنگ‌ها را به یک شیوه کاملا متفاوت از مهره‌داران دریافت کند.

زمانی که ما چشمان‌مان را فوکوس می‌کنیم، شکل لنز آن‌ها تغییر می‌کند، اما در ماهی مرکب، مکان لنز تغییر می‌کند. همچنین برخلاف ما، این حیوان دارای چشمانی هستند که در جهات مقابل هم قرار می‌گیرند و یک دید کامل ۳۶۰ درجه‌ای را تولید می‌کنند.

ماهی مرکب همچنین دارای چشمان متفاوتی از سایر سرپایان مانند اختاپوس‌ها است که نمی‌توانند چشمان خود را به سمت جلو بچرخانند و بنابراین قادر به دید سه‌بعدی برای درک عمق نیستند. ماهی مرکب می‌تواند از تفاوت‌های کوچک موجود بین آنچه که هر کدام از چشم‌های او از یک منظره واحد می‌بینند، برای تشخیص عمق استفاده کند.

ما می‌دانیم که برخی از سرپایان برآمدگی‌هایی بر روی شبکیه خود دارند که به آن‌ها اجازه می‌دهد تا عمق را براساس اینکه اشیا با چه سرعتی به داخل یا بیرون فوکوس می‌لغزند، تشخیص دهند. اما همانطور که گفته شد ماهی مرکب برخلاف خویشاندوان خود، می‌تواند چشمانش را به سمت جلو بچرخاند. بنابراین پژوهشگران فکر می‌کردند که این ماهی ممکن است متفاوت از سایر سرپایان باشد و توانایی استفاده از دید سه‌بعدی را داشته باشد.

دانشمندان برای بررسی این موضوع، از یک عینک‌ سه‌بعدی بر روی چشمان ۱۴ ماهی مرکب استفاده کردند و سپس به آن‌ها آموزش دادند تا در حالیکه عینک بر روی چشمان‌شان بود، به یک شکار حمله کنند.

مخزن آب حاوی این ماهی‌ها، در مقابل یک صفحه کامپیوتری قرار داده شد و دو میگوی متحرک با رنگ‌های متفاوت به آن‌ها نشان داده شد. تصاویر میگوها طوری ساخته شده بود که از طریق عینک‌های سه‌بعدی، در جلو یا پشت صفحه ظاهر گردند. اگر ماهی‌ها از دید سه‌بعدی استفاده می‌کردند، در این صورت به آن تصاویر حمله می‌کردند.

و این همان چیزی بود که اتفاق افتاد. Trevor Wardill، عصب‌شناس از دانشگاه مینه‌سوتا می‌گوید: نحوه عکس‌العمل ماهی‌های مرکب به آن تصاویر، به‌وضوح نشان می‌دهد که آن‌ها به هنگام شکار از دید سه‌بعدی استفاده می‌کنند. زمانی که تنها یک چشم بتواند میگو را ببیند، به این معنی است که دید سه‌بعدی امکان‌پذیر نبوده و حیوانات زمان بیشتری را برای تعیین محل دقیق شکار صرف می‌کنند. اما وقتی که هر دو چشم بتوانند میگو را ببینند به این معنی است که آن‌ها دید سه‌بعدی را به کار برده‌اند و در نتیجه هنگام شکار سریع‌تر تصمیم خواهند گرفت.

این ویژگی منحصربه‌فرد، ماهی مرکب را تبدیل به دومین بی‌مهره‌داری کرده است که از دید سه‌بعدی برای درک عمق استفاده می‌کند. دانشمندان قبلا نشان داده‌اند که حشره آخوندک هم توانایی درک عمقی دوچشمی دارد. البته دید سه‌بعدی آخوندک بسیار متفاوت از دید سه‌بعدی انسان است. ما می‌توانیم عمق را در صحنه‌های ایستا درک کنیم، اما درک عمق آخوندک تنها بر روی چیزهایی که متحرک هستند، فوکوس می‌کند.

اینکه دید سه‌بعدی ماهی مرکب چگونه کار می کند، هنوز مشخص نیست، اما این توانایی ممکن است در نتیجه پروسه کاملا پیچیده‌ای باشد که نه در چشمان حیوان بلکه در داخل مغز او اتفاق می‌افتد.

Paloma Gonzalez-Bellido، عصب‌شناس از کالج علوم بیولوژیکی می‌گوید: در حالیکه چشمان ماهی مرکب بسیار شبیه به چشمان انسان است، اما مغز او خیلی متفاوت است. ما می‌دانیم که مغز ماهی مرکب مانند مغز انسان بخش‌بندی‌شده نیست و مثلا یک قسمت اختصاصی برای پردازش بینایی ندارد. بررسی‌های ما نشان می‌دهد که باید ناحیه‌ای در مغز این حیوان وجود داشته باشد که تصاویر چشم چپ و راست ماهی را مقایسه کرده و تفاوت آن‌ها را محاسبه می‌کند.

مرحله بعدی این مطالعه قرار است بررسی مدارهای مغز ماهی مرکب باشد که نحوه انجام محاسبات دید سه‌بعدی در مغز او را مورد بررسی قرار خواهد داد.

این تحقیق در مجله Science Advances چاپ شده است.

نوشته دانشمندان از عینک سه‌بعدی برای بررسی بینایی ماهی مرکب استفاده کردند اولین بار در اخبار تکنولوژی و فناوری پدیدار شد.

دانشمندان از عینک سه‌بعدی برای بررسی بینایی ماهی مرکب استفاده کردند

در یک مطالعه جدید، دانشمندان برای اینکه بدانند دید سه‌بعدی ماهی مرکب یا ده‌پا (cuttlefish) چگونه کار می‌کند، از یک عینک سه‌بعدی آبی و قرمز بر روی چشمان این حیوان استفاده کردند.

در این تحقیق مشخص شد که با وجود اینکه چشمان ماهی مرکب کاملا متفاوت از چشمان انسان است، اما دید سه‌بعدی آن‌ها تا حدود زیادی شبیه دید سه‌بعدی ماست. با این‌حال، به نظر می‌رسد که مکانیسم دید سه‌بعدی آن‌ها بسیار متفاوت از ما باشد.

Rachael Feord، عصب‌شناس از دانشگاه کمبریج می‌گوید: این مطالعه یک گام دیگر ما را به سمت دانستن این موضوع که سیستم‌های عصبی متفاوت چگونه برای حل یک مشکل واحد تکامل یافته‌اند، نزدیک‌تر کرد.

ماهی مرکب، یکی از عجیب‌ترین چشم‌ها را در دنیای حیوانات دارد. این حیوان، فقط یک نوع دریافت‌کننده نور دارد که ممکن است باعث شود دید او تنها به‌صورت سیاه و سفید باشد. اما این ماهی دارای یک مردمک منحصربه‌فرد W شکل است که احتمالا به او اجازه می‌دهد تا رنگ‌ها را به یک شیوه کاملا متفاوت از مهره‌داران دریافت کند.

زمانی که ما چشمان‌مان را فوکوس می‌کنیم، شکل لنز آن‌ها تغییر می‌کند، اما در ماهی مرکب، مکان لنز تغییر می‌کند. همچنین برخلاف ما، این حیوان دارای چشمانی هستند که در جهات مقابل هم قرار می‌گیرند و یک دید کامل ۳۶۰ درجه‌ای را تولید می‌کنند.

ماهی مرکب همچنین دارای چشمان متفاوتی از سایر سرپایان مانند اختاپوس‌ها است که نمی‌توانند چشمان خود را به سمت جلو بچرخانند و بنابراین قادر به دید سه‌بعدی برای درک عمق نیستند. ماهی مرکب می‌تواند از تفاوت‌های کوچک موجود بین آنچه که هر کدام از چشم‌های او از یک منظره واحد می‌بینند، برای تشخیص عمق استفاده کند.

ما می‌دانیم که برخی از سرپایان برآمدگی‌هایی بر روی شبکیه خود دارند که به آن‌ها اجازه می‌دهد تا عمق را براساس اینکه اشیا با چه سرعتی به داخل یا بیرون فوکوس می‌لغزند، تشخیص دهند. اما همانطور که گفته شد ماهی مرکب برخلاف خویشاندوان خود، می‌تواند چشمانش را به سمت جلو بچرخاند. بنابراین پژوهشگران فکر می‌کردند که این ماهی ممکن است متفاوت از سایر سرپایان باشد و توانایی استفاده از دید سه‌بعدی را داشته باشد.

دانشمندان برای بررسی این موضوع، از یک عینک‌ سه‌بعدی بر روی چشمان ۱۴ ماهی مرکب استفاده کردند و سپس به آن‌ها آموزش دادند تا در حالیکه عینک بر روی چشمان‌شان بود، به یک شکار حمله کنند.

مخزن آب حاوی این ماهی‌ها، در مقابل یک صفحه کامپیوتری قرار داده شد و دو میگوی متحرک با رنگ‌های متفاوت به آن‌ها نشان داده شد. تصاویر میگوها طوری ساخته شده بود که از طریق عینک‌های سه‌بعدی، در جلو یا پشت صفحه ظاهر گردند. اگر ماهی‌ها از دید سه‌بعدی استفاده می‌کردند، در این صورت به آن تصاویر حمله می‌کردند.

و این همان چیزی بود که اتفاق افتاد. Trevor Wardill، عصب‌شناس از دانشگاه مینه‌سوتا می‌گوید: نحوه عکس‌العمل ماهی‌های مرکب به آن تصاویر، به‌وضوح نشان می‌دهد که آن‌ها به هنگام شکار از دید سه‌بعدی استفاده می‌کنند. زمانی که تنها یک چشم بتواند میگو را ببیند، به این معنی است که دید سه‌بعدی امکان‌پذیر نبوده و حیوانات زمان بیشتری را برای تعیین محل دقیق شکار صرف می‌کنند. اما وقتی که هر دو چشم بتوانند میگو را ببینند به این معنی است که آن‌ها دید سه‌بعدی را به کار برده‌اند و در نتیجه هنگام شکار سریع‌تر تصمیم خواهند گرفت.

این ویژگی منحصربه‌فرد، ماهی مرکب را تبدیل به دومین بی‌مهره‌داری کرده است که از دید سه‌بعدی برای درک عمق استفاده می‌کند. دانشمندان قبلا نشان داده‌اند که حشره آخوندک هم توانایی درک عمقی دوچشمی دارد. البته دید سه‌بعدی آخوندک بسیار متفاوت از دید سه‌بعدی انسان است. ما می‌توانیم عمق را در صحنه‌های ایستا درک کنیم، اما درک عمق آخوندک تنها بر روی چیزهایی که متحرک هستند، فوکوس می‌کند.

اینکه دید سه‌بعدی ماهی مرکب چگونه کار می کند، هنوز مشخص نیست، اما این توانایی ممکن است در نتیجه پروسه کاملا پیچیده‌ای باشد که نه در چشمان حیوان بلکه در داخل مغز او اتفاق می‌افتد.

Paloma Gonzalez-Bellido، عصب‌شناس از کالج علوم بیولوژیکی می‌گوید: در حالیکه چشمان ماهی مرکب بسیار شبیه به چشمان انسان است، اما مغز او خیلی متفاوت است. ما می‌دانیم که مغز ماهی مرکب مانند مغز انسان بخش‌بندی‌شده نیست و مثلا یک قسمت اختصاصی برای پردازش بینایی ندارد. بررسی‌های ما نشان می‌دهد که باید ناحیه‌ای در مغز این حیوان وجود داشته باشد که تصاویر چشم چپ و راست ماهی را مقایسه کرده و تفاوت آن‌ها را محاسبه می‌کند.

مرحله بعدی این مطالعه قرار است بررسی مدارهای مغز ماهی مرکب باشد که نحوه انجام محاسبات دید سه‌بعدی در مغز او را مورد بررسی قرار خواهد داد.

این تحقیق در مجله Science Advances چاپ شده است.

نوشته دانشمندان از عینک سه‌بعدی برای بررسی بینایی ماهی مرکب استفاده کردند اولین بار در اخبار تکنولوژی و فناوری پدیدار شد.