راز هوش هشتپاها؛ آیا مغز آنها مثل انسان کار میکند؟
به نقل از نیچر؛ سه قلب، خون آبی، نداشتن اسکلت و بازوهایی شبیه زبان؛ اینها تنها بخشی از ویژگیهای عجیب هشتپاها، ماهیهای مرکب و سپیداجها هستند؛ اعضای خانواده سرپایان. فهرست شگفتیهای آنها اما به همینجا ختم نمیشود: پوستشان میتواند مواد شیمیایی را «حس کند»، نور را تشخیص دهد و در لحظه رنگ و بافت خود را تغییر دهد. در برخی گونهها، حتی بازوهای مکنده قابلیت بازسازی دارند.
سرپایان طی بیش از ۶۰۰ میلیون سال بهطور مستقل از شاخه مهرهداران تکامل یافتهاند. نیای مشترک آنها احتمالا موجودی کرممانند با سیستم عصبی ابتدایی بوده است. با این فاصله عظیم تکاملی، شباهتهایی غیرمنتظره میان آنها و مهرهداران دیده میشود؛ بهویژه در ساختار چشمها. کریستوفر نیل، عصبشناس دانشگاه اورگن میگوید:
باورنکردنی است که چقدر در نهایت شبیه هم شدهاند؛تکامل همگرا در چشم هنوز برایم شگفتانگیز است.
همین شباهتها امروز به رشد چشمگیر پژوهشهای علوم اعصاب درباره سرپایان منجر شده است. حدود ۴۰۰ میلیون سال پیش، هشتپاها، ماهیهای مرکب و سپیداجها از تنها خویشاوندان زنده دیگرشان یعنی ناوتیلوسها جدا شدند. آنها در ادامه پوسته محافظ خود را از دست دادند و مغزهایی بسیار بزرگتر از سایر بیمهرگان تکامل دادند. این مغزها به آنها تواناییهایی مانند حافظه قوی، استفاده از ابزار، حل مسئله، درک زمان و حتی تصمیمگیری آگاهانه برای بهتعویق انداختن پاداش دادهاند.
به گفته کلیف رگسدیل، عصبشناس دانشگاه شیکاگو، سرپایان تنها بیمهرگانی هستند که مغزهای بزرگ و هوشمند دارند؛ موضوعی که آنها را به مدلی منحصربهفرد برای مطالعه مغز تبدیل کرده است. در حالیکه علوم اعصاب دههها روی مهرهداران متمرکز بوده، اکنون نگاهها به سمت سرپایان چرخیده تا شاید اصول ساخت یک سیستم عصبی پیچیده بهتر درک شود.
کری آلبِرتین از دانشگاه هاروارد میگوید:
برای ما که به دنبال فهم قواعد کارکرد مغز هستیم، این بسیار هیجانانگیز است. اینجا با مغزی بسیار پیچیده روبهرو هستیم که رفتارهای پیچیده تولید میکند.
با این حال، مطالعه این مغزهای پیشرفته با چالشهای اخلاقی و فنی همراه است. برخلاف مهرهداران، سرپایان از حمایتهای قانونی محدودی در پژوهشها برخوردارند و حتی گزینههای موثر برای تسکین درد در آنها بسیار محدود است.
با وجود این محدودیتها، در سالهای اخیر ابزارهای مدرن علوم اعصاب و زیستشناسی مولکولی که ابتدا برای موشها و مدلهای مشابه توسعه یافته بودند، برای مطالعه سرپایان نیز بهکار گرفته شدهاند. به گفته رگسدیل، هنوز پرسشهای بنیادی زیادی درباره این جانوران وجود دارد که هرگز با رویکردهای سلولی و مولکولی مدرن بررسی نشدهاند.
برای «باهوش بودن» الزاما یک نسخه واحد وجود ندارد
ساخت مغزی متفاوت
بررسی سیستم عصبی سرپایان نشان میدهد که برای ساخت یک مغز بزرگ و هوشمند، تنها یک مسیر وجود ندارد. مغز هشتپاها ساختاری حلقهای دارد که دور مری قرار گرفته و بخش زیادی از نورونها — بیش از نیمی در هشتپا — در امتداد بازوها پراکندهاند؛ بهطوریکه هر بازو تا حدی مستقل عمل میکند.
حتی سیستم بینایی آنها نیز با وجود شباهت ظاهری به چشم مهرهداران، عملکردی کاملا متفاوت دارد. به گفته نیل، توصیف این تفاوت واقعا دشوار است؛ ما هنوز درک دقیقی از نحوه کار آن نداریم.
روبین کروک، عصبشناس دانشگاه ایالتی سانفرانسیسکو، نیز میگوید:
وقتی به رشتههای عصبی بازوی هشتپا نگاه میکنید، همهچیز بسیار درهم و نامنظم به نظر میرسد، اما در نهایت عملکردی دقیق و هدفمند دارد.
پژوهشها همچنین نشان دادهاند نورونهای سرپایان در نحوه ارتباط با یکدیگر تفاوتهای اساسی با مهرهداران دارند. برای مثال، گیرنده دوپامین در سیستم بینایی هشتپاها بهجای فعالسازی غیرمستقیم، مستقیما یک کانال یونی را باز میکند؛ سازوکاری که در مهرهداران دیده نمیشود.
پرسش اصلی این است که آیا این تفاوتها سطحیاند یا مغز سرپایان بر اساس اصولی کاملا متفاوت عمل میکند.
برخی دانشمندان معتقدند ممکن است در سطح مدارهای عصبی، شباهتهایی میان مغز پستانداران و سرپایان وجود داشته باشد، اما برای درک آن شاید لازم باشد به سطحی انتزاعیتر از «محاسبات مغزی» نگاه کرد.
فرصت دوطرفه برای علم
به گفته پژوهشگران، مطالعه سرپایان میتواند دو نتیجه مهم داشته باشد: یا نشان دهد همه مغزها از اصول مشترکی پیروی میکنند، یا ثابت کند مسیرهای متفاوتی برای ساخت یک مغز پیچیده وجود دارد.
علوم اعصاب پیشتر نیز مدیون سرپایان بوده است. در سال ۱۹۲۹، کشف فیبرهای عصبی بسیار بزرگ در ماهی مرکب، امکان ثبت فعالیت الکتریکی نورونها را فراهم کرد و پایهای برای درک عملکرد مغز شد.
با وجود این سابقه، سرپایان هرگز به مدل رایج پژوهشهای شناختی تبدیل نشدند؛ زیرا کار با آنها دشوار است و حتی امکان تولیدمثل در اسارت ندارند.
اما در سالهای اخیر، پیشرفت ابزارهای ژنتیکی و تصویربرداری باعث شده این جانوران دوباره وارد کانون توجه شوند و پرسشهایی مانند نحوه جهتیابی یا حتی احتمال رویا دیدن در آنها مطرح شود.
مطالعات جدید نشان دادهاند برخی هشتپاها هنگام خواب دچار تغییرات سریع رنگ پوست میشوند؛ موضوعی که احتمال فعالیت ذهنی شبیه رویا را مطرح کرده است.
در نهایت پژوهش روی مغز هشتپاها نهتنها درک ما از مفهوم هوش در طبیعت را گسترش میدهد، بلکه میتواند به توسعه هوش مصنوعی و علوم شناختی نیز کمک کند؛ چراکه شاید نشان دهد «هوش» فقط یک مسیر ندارد، بلکه چندین راه متفاوت برای رسیدن به آن وجود دارد.