resumo: Os pesquisadores mapearam a atividade neural no sistema visual do polvo, revelando semelhanças impressionantes com os humanos.
A equipe observou respostas neurais aos pontos brilhantes e escuros, mapeando assim o que se assemelha à organização do cérebro humano. Curiosamente, polvos e humanos compartilharam o último ancestral comum há cerca de 500 milhões de anos, sugerindo uma evolução independente de sistemas visuais tão complexos.
Essas descobertas contribuem significativamente para nossa compreensão da visão dos cefalópodes e da estrutura do cérebro.
Principais fatos:
- Cerca de 70% do cérebro de um polvo é dedicado à visão. Esta pesquisa é a primeira do gênero a mapear a atividade neural em seu sistema visual, fornecendo informações sobre como essas criaturas marinhas percebem seu mundo.
- Apesar de terem um ancestral comum há 500 milhões de anos, polvos e humanos desenvolveram mapas neurais semelhantes para a percepção visual.
- O estudo descobriu que os neurônios do polvo respondem fortemente a pequenos pontos de luz e grandes pontos escuros, que diferem do sistema visual humano. Isso provavelmente se deve às peculiaridades do ambiente subaquático.
fonte: Universidade de Oregon
Um polvo dedica cerca de 70% de seu cérebro à visão. Mas até recentemente, os cientistas tinham apenas uma vaga compreensão de como esses animais marinhos veem seu mundo subaquático. Um novo estudo da Universidade de Oregon lança luz sobre o ponto de vista do polvo.
Pela primeira vez, os neurocientistas registraram a atividade neural do sistema visual de um polvo. Eles criaram um mapa do campo visual do polvo observando diretamente a atividade neural no cérebro do animal em resposta a pontos claros e escuros em diferentes locais.
Este mapa de atividade neural no sistema visual de um polvo é muito semelhante ao que vemos em um cérebro humano – embora polvos e humanos compartilhassem um ancestral comum há cerca de 500 milhões de anos, os polvos desenvolveram seus sistemas nervosos complexos de forma independente.
O neurocientista Christopher Neale e sua equipe relatam suas descobertas em um artigo publicado em 20 de junho na revista Neuroscientist Christopher Neale. Biologia Atual.
“Ninguém registrou o sistema visual central de um cefalópode antes”, disse Neal. Polvos e outros cefalópodes geralmente não são usados como modelos para entender a visão, mas a equipe de Neal está intrigada com seus cérebros incomuns.
Em um artigo relacionado publicado no ano passado em biologia atualO laboratório identificou diferentes classes de neurônios no lobo óptico de um polvo, uma parte do cérebro dedicada à visão. “Juntos, esses artigos fornecem uma boa base, mostrando os diferentes tipos de neurônios e a que eles respondem – dois aspectos-chave que queremos saber para começar a entender um novo sistema visual”, disse Neal.
No novo estudo, os pesquisadores mediram como os neurônios no sistema visual do polvo respondem aos pontos escuros e claros que se movem pela tela. Usando microscopia fluorescente, os pesquisadores podem observar a atividade dos neurônios conforme eles respondem, para ver como os neurônios reagem de maneira diferente, dependendo de onde os pontos aparecem.
“Fomos capazes de ver que cada local no lobo óptico respondeu a um único local na tela na frente do animal”, disse Neal. “Se nos movermos para algum lugar, a resposta se move no cérebro.”
Esse tipo de mapa individual é encontrado no cérebro humano para vários sentidos, como a visão e o tato. Os neurocientistas associaram a localização de certas sensações a pontos específicos do cérebro.
Uma representação bem conhecida do toque é o homúnculo, uma figura humana caricatural na qual as partes do corpo são desenhadas proporcionalmente à quantidade de espaço cerebral dedicado ao processamento de informações sensoriais ali.
Pontos altamente sensíveis, como os dedos das mãos e dos pés, parecem enormes porque há muita entrada cerebral dessas partes do corpo, enquanto as áreas menos sensíveis são muito menores.
Mas encontrar uma conexão ordenada entre a cena visual e o cérebro do polvo estava longe de ser o caso. É uma inovação evolutiva bastante complexa, e alguns animais como os répteis não possuem esse tipo de mapa. Além disso, estudos anteriores indicaram que os polvos não têm um mapa semelhante a um homúnculo de diferentes partes de seus corpos.
“Esperávamos que o mapa visual estivesse lá, mas ninguém o havia notado diretamente antes”, disse Neal.
Os pesquisadores também notaram que os neurônios no polvo responderam particularmente fortemente a pequenos pontos de luz e grandes pontos escuros – uma diferença marcante do sistema visual humano. A equipe de Neal levanta a hipótese de que isso pode ser devido a características específicas do ambiente subaquático que os polvos devem navegar. Predadores iminentes podem aparecer como grandes sombras escuras, enquanto objetos próximos, como comida, podem aparecer como pequenos pontos brilhantes.
A seguir, os pesquisadores esperam entender como o cérebro do polvo responde a imagens mais complexas, como as que já estão em seu ambiente natural. Seu objetivo final é rastrear o caminho dessas entradas visuais mais profundamente no cérebro do polvo, para entender como o polvo vê e interage com seu mundo.
Sobre esta pesquisa em Visual Neuroscience News
autor: Molly Blancett
fonte: Universidade de Oregon
comunicação: Molly Blancett – Universidade de Oregon
foto: Imagem creditada a Neuroscience News
Pesquisa original: acesso livre.
“Regulação funcional das respostas visuais no lobo óptico de um polvoEscrito por Christopher Neal, e outros. biologia atual
um resumo
Regulação funcional das respostas visuais no lobo óptico de um polvo
Destaques
- A organização funcional do sistema visual dos cefalópodes é amplamente desconhecida
- Usando imagens de cálcio, mapeamos as respostas visuais no lobo óptico do polvo
- Identificamos campos receptivos espacialmente localizados com organização retiniana
- As vias de ativação e desativação eram distintas e tinham propriedades seletivas de tamanho únicas
resumo
Os cefalópodes são animais altamente visuais com olhos do tipo câmera, cérebros grandes e um rico repertório de comportamentos direcionados visualmente. No entanto, o cérebro dos cefalópodes evoluiu independentemente do cérebro de outras espécies com alta visão, como os vertebrados. Portanto, os circuitos neurais que processam as informações sensoriais são muito diferentes.
É amplamente desconhecido como seu sistema visual excepcionalmente poderoso funciona, pois não houve medições neurológicas diretas de respostas visuais no cérebro dos cefalópodes.
Neste estudo, usamos imagens de cálcio de dois fótons para registrar respostas visualmente evocadas no centro de processamento visual primário do cérebro central do polvo, o lobo óptico, para determinar como as características básicas da cena visual são representadas e organizadas.
Encontramos domínios receptivos espacialmente localizados de estímulos de luz (ON) e escuro (OFF), que foram organizados na retina ao longo do lobo óptico, demonstrando a marca da organização do sistema visual comum em muitas espécies.
O exame dessas respostas revelou mudanças na representação visual nas camadas do lobo visual, incluindo o surgimento da via OFF e aumento da seletividade de tamanho.
Também identificamos assimetrias no processamento espacial de estímulos ligados e desligados, o que sugere mecanismos de circuito únicos para processamento de modelos que podem ter evoluído para acomodar os requisitos específicos de processamento de uma cena visual subaquática.
Este estudo fornece informações sobre o processamento neural e a organização funcional do sistema visual do polvo, destacando aspectos comuns e únicos, e estabelece uma base para estudos futuros dos circuitos neurais que mediam o processamento visual e o comportamento em cefalópodes.
“Especialista em comida. Nerd de álcool. Leitor extremo. Empreendedor. Fanático devoto de mídia social. Especialista em cerveja ávido. Introvertido. Pensador freelance.”