Quando i polpi dormono, i loro tranquilli periodi di sonno sono punteggiati da brevi scoppi di frenetica attività. Le loro braccia e gli occhi si contraggono, il loro ritmo respiratorio accelera e la loro pelle lampeggia di colori vivaci.
Ora, i ricercatori dell’Okinawa Institute of Science and Technology (OIST), in collaborazione con l’Università di Washington, hanno esaminato da vicino l’attività cerebrale e il pattern della pelle nei polpi (Polpo laqueus) durante questo periodo attivo di sonno e hanno scoperto che assomigliano molto all’attività neurale e al comportamento del pattern cutaneo visti da svegli. L’attività simile al risveglio si verifica anche durante il sonno REM (Rapid Eye Movement) nei mammiferi, la fase in cui si verificano la maggior parte dei sogni.
Lo studio, pubblicato il 28 giugno in Naturaevidenzia le notevoli somiglianze tra il comportamento del sonno dei polpi e degli esseri umani e fornisce affascinanti spunti sull’origine e la funzione del sonno.
“Tutti gli animali sembrano mostrare una qualche forma di sonno, anche animali semplici come meduse e moscerini della frutta. Ma per molto tempo, solo i vertebrati erano noti per passare da due diverse fasi del sonno”, ha detto l’autore senior, il professor Sam Reiter, che guida lo studio. Unità di Neuroetologia Computazionale dell’OIST.
“Il fatto che il sonno a due stadi si sia evoluto in modo indipendente in creature lontanamente imparentate, come i polpi, che hanno strutture cerebrali grandi ma completamente diverse dai vertebrati, suggerisce che possedere uno stadio attivo, simile alla veglia, può essere una caratteristica generale della cognizione complessa”. ha detto l’autore Dr. Leenoy Meshulam, un fisico statistico presso l’Università di Washington, che ha contribuito a progettare la ricerca durante la sua permanenza di tre mesi all’OIST come ospite del Theoretical Sciences Visiting Program.
Per cominciare, gli scienziati hanno verificato se i polpi fossero veramente addormentati durante questo periodo attivo. Hanno testato come i polpi hanno risposto a uno stimolo fisico e hanno scoperto che sia nella fase tranquilla che in quella attiva del sonno, i polpi richiedevano una stimolazione più forte prima di reagire, rispetto a quando erano svegli. Il team ha anche scoperto che se impedivano ai polpi di dormire o li interrompevano durante la fase attiva del sonno, i polpi successivamente entravano nel sonno attivo prima e più frequentemente.
“Questo comportamento compensatorio definisce la fase attiva come una fase essenziale del sonno necessaria per il corretto funzionamento dei polpi”, ha affermato Aditi Pophale, co-primo autore dello studio e studente di dottorato presso l’OIST.
I ricercatori hanno anche approfondito l’attività cerebrale dei polpi quando sono svegli e addormentati. Durante il sonno tranquillo, gli scienziati hanno visto caratteristiche onde cerebrali che assomigliano molto a certe forme d’onda viste durante il sonno non REM nel cervello dei mammiferi chiamate fusi del sonno. Sebbene l’esatta funzione di queste forme d’onda non sia chiara nemmeno all’interno degli esseri umani, gli scienziati ritengono che aiutino a consolidare i ricordi. Utilizzando un microscopio all’avanguardia costruito dal co-primo autore Dr. Tomoyuki Mano, i ricercatori hanno determinato che queste onde simili a fusi del sonno si verificano nelle regioni del cervello dei polpi associate all’apprendimento e alla memoria, suggerendo che queste onde potenzialmente svolgono una funzione simile. agli umani.
Circa una volta all’ora, i polpi sono entrati in una fase di sonno attivo per circa un minuto. Durante questa fase, l’attività cerebrale dei polpi somigliava molto da vicino alla loro attività cerebrale durante la veglia, proprio come il sonno REM negli esseri umani.
Il gruppo di ricerca ha anche catturato e analizzato i modelli mutevoli della pelle dei polpi quando sono svegli e addormentati con una risoluzione ultra-elevata di 8K.
“Filmando a una risoluzione così elevata, possiamo vedere come si comporta ogni singola cellula pigmentata per creare un modello generale della pelle”, ha affermato il dott. Meshulam. “Questo potrebbe aiutarci a creare semplici modelli di modelli di pelle per comprendere i principi generali del comportamento di veglia e sonno”.
Quando sono svegli, i polpi controllano migliaia di minuscole cellule pigmentate nella loro pelle, creando una vasta gamma di diversi modelli di pelle. Usano questi schemi per mimetizzarsi in ambienti diversi e in manifestazioni sociali o di minaccia, come mettere in guardia i predatori e comunicare tra loro. Durante il sonno attivo, gli scienziati hanno riferito che i polpi attraversavano questi stessi modelli di pelle.
Le somiglianze tra il sonno attivo e gli stati di veglia potrebbero essere spiegate da una serie di ragioni, hanno affermato gli scienziati. Una teoria è che i polpi potrebbero praticare i loro modelli di pelle per migliorare il loro comportamento mimetico da svegli o semplicemente mantenere le cellule del pigmento.
Un’altra idea intrigante è che i polpi potrebbero rivivere e imparare dalle loro esperienze di veglia, come cacciare o nascondersi da un predatore, e riattivare il modello della pelle associato a ciascuna esperienza. In altre parole, potrebbero fare qualcosa di simile a sognare.
“In questo senso, mentre gli esseri umani possono riferire verbalmente che tipo di sogni hanno avuto solo una volta che si sono svegliati, il modello della pelle dei polpi funge da lettura visiva della loro attività cerebrale durante il sonno”, ha affermato il prof. Reiter.
Ha aggiunto: “Al momento non sappiamo quale di queste spiegazioni, se ce ne sono, potrebbe essere corretta. Siamo molto interessati a indagare ulteriormente”.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com