Un nuovo sguardo al sistema nervoso dei polpi mostra la sua complessità

I polpi sono apparentemente degli animali molto semplici. Ma questi cefalopodi, appartenenti allo stesso Phylum di bivalvi e gasteropodi (cozze e lumache), hanno sviluppato in realtà un sistema nervoso abbastanza complesso, con un buon numero di neuroni ed una vasta gamma di comportamenti complessi.

Per questo motivo, un team di ricercatori dell’Università di Chicago, guidato da Adam Kuuspalu, ricercatore senior analista, li ha studiati attentamente per cercare di capire come le strutture del loro sistema nervoso alternativo possano svolgere funzioni complesse come il rilevamento del movimento degli arti e il controllo del movimento.

Una connessione inaspettata nel sistema nervoso dei polpi

Kuuspalu ed i suoi colleghi hanno infatti scoperto qualcosa che non si aspettavano nel sistema nervoso dei polpi, una caratteristica davvero particolare che consentirebbe loro di percepire il movimento del braccio e di collegare le braccia ai lati opposti dell’animale. Si tratta infatti di una struttura che consente alle corde nervose intramuscolari (INC) di connettersi per delle risposte nervose più complesse.

Come spiega Melina Hale, Ph.D. e coautrice dello studio, gli “INC sono stati a lungo ritenuti propriocettivi, (…) fino ad ora, non c’è stato molto lavoro su di essi, ma gli esperimenti passati avevano indicato che sono importanti per il controllo del braccio”.

Il team ha quindi deciso di concentrarsi sull’analisi di queste strutture nervose dei polpi, resa possibile anche grazie al supporto per la ricerca sui cefalopodi offerto dal Marine Biological Laboratory.

Un modello sorprendente

Questa collaborazione ha infatti permesso ai ricercatori di condurre i loro studi su giovani polpi, abbastanza piccoli da consentire ai ricercatori di visualizzare la base di tutte e otto le braccia contemporaneamente. Ciò ha reso possibile il tracciamento completo degli INC.

Inizialmente, il team ha analizzato le corde nervose assiali più grandi nei tentacoli dei polpi, ma ha iniziato a notare che gli INC non si fermavano alla base del tentacolo, ma continuavano l di fuori di esso e nel corpo dell’animale. I ricercatori hanno dunque tracciato i nervi per cercare di capire quale fosse la loro disposizione.

Le aspettative erano quelle di trovare un anello nel corpo del polpo, simile alle corde nervose assiali, ma attraverso l’imaging, il team ha scoperto che oltre a percorrere la lunghezza di ciascun tentacolo, almeno due dei quattro INC si estendono nel corpo del polpo, dove aggirano i due tentacoli adiacenti e si fondono con l’INC del terzo tentacolo sopra. Questo modello mostra dunque che tutti i tentacoli sono collegati simmetricamente.

I risultati non erano dunque quelli che i ricercatori si aspettavano di trovare e Hale afferma che nulla di simile è mai stato osservato in altri animali. I ricercatori non sanno ancora quale funzione potrebbe svolgere questo disegno anatomico del sistema nervoso dei polpi, ma hanno formulato alcune ipotesi.

Le ipotesi sulle funzioni dell’innervamento muscolare atipico dei polpi

Secondo Hale “potrebbe essere che questi nervi consentano il controllo decentralizzato di una risposta o comportamento riflessivo. (…) Potrebbero anche consentire una continuità di feedback propriocettivo e controllo motorio lungo la loro lunghezza”.

Il team è dunque al lavoro per cercare di dare una risposta a queste domande, analizzando la fisiologia degli INC e la loro disposizione unica nei polpi. Stanno anche studiando il sistema nervoso di altri cefalopodi, inclusi calamari e seppie, per vedere se condividono un’anatomia simile a quella dei polpi.

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