Bläckfiskars minne styrs av molekylär loop
Forskare har upptäckt en unik mekanism i bläckfiskens hjärna som bevarar minnen genom en självförsörjande molekylär loop, helt utan behov av nya proteiner.
Bläckfiskar kan minnas vad de har lärt sig, trots att deras hjärna är uppbyggd helt annorlunda än vår. En ny studie ledd av bland andra Dr. Ana Luiza Turchetti-Maia och professor Binyamin Hochner vid Hebreiska universitetet i Jerusalem har identifierat en tidigare okänd molekylär mekanism. Mekanismen förklarar hur bläckfiskarna skapar och bibehåller långtidsminnen.
En återkoppling som håller sig själv igång
Forskarna har studerat den vanliga bläckfisken Octopus vulgaris och en del av dess hjärna som kallas vertikalloben. Regionen fyller en liknande funktion som hippocampus hos ryggradsdjur. Studien visar att bläckfisken använder kväveoxid, NO, som budbärare mellan nervcellerna. Kväveoxiden stärker kopplingarna mellan cellerna och aktiverar samtidigt enzymet som producerar mer kväveoxid. På så sätt uppstår en positiv återkoppling. Den fungerar som en molekylär brytare som stannar i påslaget läge.
Utan nya proteiner
Ett av resultaten i studien, som publicerats i Journal of Neuroscience, är att processen kan bibehålla minnesförstärkningen utan att cellerna behöver producera nya proteiner. Hos de flesta ryggradsdjur krävs nybildning av proteiner för att tillfälliga upplevelser ska omvandlas till bestående minnesspår. Bläckfiskens mekanism utmanar därmed rådande vetenskapliga föreställningar om hur långvariga förändringar i nervsystemet bibehålls.
Det som gör upptäckten så spännande är att bläckfiskar har utvecklat en fundamentalt annorlunda molekylär lösning på en utmaning som delas av alla inlärningssystem. Hur man förvandlar en kort upplevelse till en långvarig förändring i nervkopplingarna. Det är ett märkligt exempel på hur evolutionen kan ge upphov till liknande principer för inlärning och minne genom mycket olika biologiska mekanismer.
– Professor Binyamin Hochner vid Hebreiska universitetet i Jerusalem
Evolutionär konvergens
Bläckfiskar har avancerade kognitiva förmågor, trots att deras utvecklingslinje skildes från ryggradsdjurens för hundratals miljoner år sedan. Studien visar hur olika lösningar på komplexa problem kan utvecklas oberoende av varandra. Djur vars nervsystem har utvecklats självständigt ger forskare möjlighet att jämföra de biologiska mekanismerna bakom inlärning.
Kunskapen om bläckfiskens molekylära mekanismer ger en grund för fortsatta studier av hur intelligens kan uppstå hos livsformer som skiljer sig kraftigt åt.
Källa: How do octopuses remember? Scientists uncover a surprising secret | EurekAlert!