Octopussen kunnen gereedschap gebruiken, complexe puzzels oplossen en zelfs voor de lol mensen voor de gek houden. Maar hun intelligentie is nogal vreemd gebouwd, aangezien de achtarmige koppotigen anders zijn geëvolueerd dan vrijwel elk ander soort organisme op aarde.
In plaats van een gecentraliseerd zenuwstelsel zoals gewervelde dieren hebben, is tweederde van de neuronen van een octopus verspreid over zijn lichaam, verdeeld over zijn armen. En nu hebben wetenschappers vastgesteld dat deze neuronen beslissingen kunnen nemen zonder input van de hersenen.
“Een van de grote vragen die we hebben is hoe een gedistribueerd zenuwstelsel zou werken, vooral wanneer het iets ingewikkelds probeert te doen, zoals door vloeistof bewegen en voedsel vinden op een complexe oceaanbodem,” zei neurowetenschapper David Gire van de Universiteit van Washington.
“Er zijn nog veel open vragen over hoe deze knooppunten in het zenuwstelsel met elkaar zijn verbonden.”
Het onderzoek werd uitgevoerd op levende reuzenoctopussen uit de Stille Oceaan (Enteroctopus dofleini) en rode octopussen uit de oostelijke Stille Oceaan (Octopus rubescens), die beide inheems zijn in de Noordelijke Stille Oceaan.
De octopussen hebben ongeveer 500 miljoen neuronen, waarvan ongeveer 350 miljoen zich langs de armen bevinden, gerangschikt in clusters die ganglia worden genoemd. Deze helpen bij het verwerken van zintuiglijke informatie tijdens de vlucht, waardoor de octopus sneller kan reageren op externe factoren.
“De armen van de octopus hebben een neurale ring die de hersenen omzeilt, en zo kunnen de armen informatie naar elkaar sturen zonder dat de hersenen zich daarvan bewust zijn,” zei gedragsneurowetenschapper Dominic Sivitilli van de universiteit van Washington.
“Dus terwijl de hersenen niet helemaal zeker weten waar de armen zich in de ruimte bevinden, weten de armen waar ze elkaar kunnen vinden en dit stelt de armen in staat om te coördineren tijdens acties zoals kruipende voortbeweging.”
Het team gaf de koppotigen een verscheidenheid aan voorwerpen, zoals sintelblokken, stenen met textuur, Legoblokjes en puzzeldoolhoven met lekkernijen erin, en filmde ze ook terwijl ze naar voedsel zochten.
De onderzoekers maakten ook gebruik van gedragsopsporing en neurale opnametechnieken. Zo konden ze bepalen hoe de informatie door het zenuwstelsel van de octopus stroomde tijdens het foerageren of verkennen, afhankelijk van hoe de armen werkten – synchroon, wat wijst op gecentraliseerde controle, of alleen, wat wijst op onafhankelijke besluitvorming.
Ze ontdekten dat wanneer de zuigers van de octopus zintuiglijke en motorische informatie uit hun omgeving verwerven, de neuronen in de arm deze informatie kunnen verwerken en tot actie kunnen overgaan. De hersenen hoeven niets te doen.
“Je ziet dat er een heleboel kleine beslissingen worden genomen door deze verdeelde ganglia, alleen al door naar de beweging van de arm te kijken, dus een van de eerste dingen die we doen is proberen te ontrafelen hoe die beweging er eigenlijk uitziet, vanuit een computationeel perspectief,” zei Gire.
“Waar wij naar kijken, meer dan waar in het verleden naar is gekeken, is hoe zintuiglijke informatie in dit netwerk wordt geïntegreerd terwijl het dier ingewikkelde beslissingen neemt.”
Dit is in overeenstemming met eerder onderzoek, waaruit is gebleken dat niet alleen octopusarmen onafhankelijk van de hersenen foerageren, maar dat ze ook kunnen blijven reageren op stimuli, zelfs nadat ze van een dood dier zijn afgesneden.
Het is zo vreemd dat octopussen vaak worden beschouwd als het meest buitenaardse dat een aardse intelligentie maar kan zijn (en in een gedenkwaardig voorstel misschien zelfs echt buitenaards). Als zodanig wordt het niet alleen als nuttig beschouwd om ze te bestuderen om intelligentie op aarde te begrijpen, maar misschien ook als een manier om ons voor te bereiden op slimme buitenaardse wezens – als die dag ooit komt.
“Het is een alternatief model voor intelligentie,” zei Sivitilli. “Het geeft ons een begrip van de diversiteit van cognitie in de wereld, en misschien het heelal.”
Het onderzoek van het team is gepresenteerd op de 2019 Astrobiology Science Conference.