É difícil para o polvo escolher apenas um truque de festa. Esta magnífica criatura nada por propulsão a jato, atira produtos químicos de tinta em seus inimigos e pode mudar sua pele para se misturar com o ambiente em segundos.
Agora, uma equipe de pesquisadores da Universidade de Oregon (UO) investigou outra característica distintiva desse animal marinho de oito braços: suas excelentes capacidades visuais.
Eles apresentam um mapa detalhado do sistema visual do polvo em um novo artigo científico. No mapa, eles classificam diferentes tipos de neurônios em uma parte do cérebro dedicada à visão. Isso resulta em um recurso valioso para outros neurocientistas, fornecendo detalhes que podem orientar experimentos futuros. Além disso, poderia nos ensinar algo sobre a evolução do cérebro e dos sistemas visuais de forma mais ampla.
A equipe relata suas descobertas em 31 de outubro na revista Current Biology.
O laboratório de Cris Niell na UO estuda a visão, principalmente em camundongos. Mas há alguns anos, a pós-doutoranda Judit Pungor trouxe uma nova espécie para o laboratório – o polvo de duas manchas da Califórnia.
Embora não seja tradicionalmente usado como objeto de estudo no laboratório, esse cefalópode rapidamente capturou o interesse dos neurocientistas da UO. Ao contrário dos ratos, que não são conhecidos por terem boa visão, “os polvos têm um sistema visual incrível e uma grande fração de seu cérebro é dedicada ao processamento visual”, disse Niell. “Eles têm um olho notavelmente semelhante ao olho humano, mas depois disso, o cérebro é completamente diferente.
O último ancestral comum entre polvos e humanos foi há 500 milhões de anos, e desde então as espécies evoluíram em contextos muito diferentes. Portanto, os cientistas não sabiam se os paralelos nos sistemas visuais se estendiam além dos olhos ou se o polvo estava usando tipos completamente diferentes de neurônios e circuitos cerebrais para obter resultados semelhantes.
“Vendo como o olho do polvo evoluiu de forma convergente de maneira semelhante ao nosso, é legal pensar em como o sistema visual do polvo poderia ser um modelo para entender a complexidade do cérebro de maneira mais geral”, disse Mea Songco-Casey, estudante de pós-graduação no laboratório de Niell e primeira autora. No papel. “Por exemplo, existem tipos de células fundamentais que são necessários para este cérebro muito inteligente e complexo?”
Aqui, a equipe usou técnicas genéticas para identificar diferentes tipos de neurônios no lobo óptico do polvo, a parte do cérebro dedicada à visão.
Eles escolheram seis classes principais de neurônios, distinguidos com base nos sinais químicos que enviam. Observar a atividade de certos genes nesses neurônios revelou outros subtipos, fornecendo pistas para papéis mais específicos.
Em alguns casos, os cientistas identificaram grupos específicos de neurônios em arranjos espaciais distintos – por exemplo, um anel de neurônios ao redor do lobo óptico que sinalizam usando uma molécula chamada octopamina. As moscas da fruta usam essa molécula, que é semelhante à adrenalina, para aumentar o processamento visual quando a mosca está ativa. Portanto, talvez possa ter um papel semelhante nos polvos.
“Agora que sabemos que existe esse tipo de célula muito específico, podemos começar a descobrir o que ela faz”, disse Niell.
Cerca de um terço dos neurônios nos dados não pareciam totalmente desenvolvidos. O cérebro do polvo continua crescendo e adicionando novos neurônios ao longo da vida do animal. Esses neurônios imaturos, ainda não integrados aos circuitos cerebrais, eram um sinal do cérebro em processo de expansão!
No entanto, o mapa não revelou conjuntos de neurônios que foram claramente transferidos de humanos ou outros cérebros de mamíferos, como os pesquisadores pensavam que poderia acontecer.
“No nível óbvio, os neurônios não mapeiam uns aos outros – eles estão usando neurotransmissores diferentes”, disse Niell. “Mas talvez eles estejam fazendo os mesmos tipos de cálculos, apenas de uma maneira diferente.”
Cavar mais fundo também exigirá um melhor controle da genética dos cefalópodes. Como o polvo não tem sido tradicionalmente usado como animal de laboratório, muitas das ferramentas usadas para manipulação genética precisa em moscas da fruta ou camundongos ainda não existem para o polvo, disse Gabby Coffing, estudante de pós-graduação no laboratório de Andrew Kern. que trabalhou no estudo.
“Há muitos genes em que não temos ideia de qual é sua função, porque não sequenciamos os genomas de muitos cefalópodes”, disse Pungor. Sem dados genéticos de espécies relacionadas como ponto de comparação, é mais difícil deduzir a função de neurônios específicos.
A equipe de Niell está pronta para o desafio. Eles agora estão trabalhando para mapear o cérebro do polvo além do lobo óptico, vendo como alguns dos genes em que se concentraram neste estudo aparecem em outras partes do cérebro. Eles também estão gravando de neurônios no lobo óptico, para determinar como eles processam a cena visual.
Com o tempo, a pesquisa deles pode tornar esses misteriosos animais marinhos um pouco menos obscuros – e lançar um pouco de luz sobre nossa própria evolução também.
Publicado em 04/11/2022 12h13
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