De acht tentakels van de nog altijd mysterieuze octopus blijken zich toch niet volledig onafhankelijk van het centrale brein te gedragen.

Octopussen worden vaak beschreven als buitenaardse wezens. En dat is ook niet zo vreemd. Ze beschikken bijvoorbeeld over drie harten, acht tentakels en zijn bovendien bijzonder intelligent. Ze kunnen potten opendraaien, puzzels oplossen en zelfs – dankzij hun flexibele en veelzijdige ledenmaten – uit hun tanks ontsnappen. Hierdoor vormen ze één van de meest ongewone schepsels op aarde. Hoe octopussen echter hun acht tentakels beheersen, is een vraag waar onderzoekers zich het hoofd over breken. Hebben octopussen dan misschien negen hersenen?

Neuronen
Onderzoekers ontrafelden in een eerdere studie al dat het brein van de octopus ongelofelijk complex is. Zo blijkt dat sommige inktvissen over meer dan 500 miljoen (!) neuronen beschikken. Ter vergelijking, een rat heeft er 200 miljoen en een normaal weekdier zo’n 20.000. Het betekent dat de hersenen van koppotigen die van muizen, ratten en zelfs honden naderen. Maar in tegenstelling tot honden en andere gewervelde dieren waar de meeste neuronen zich in de hersenen bevinden, bevindt meer dan twee derde van de neuronen van octopussen zich in hun tentakels en lichaam.


Meer over neuronen
Neuronen zijn de fundamentele cellen van het zenuwstelsel. Neuronen zijn eigenlijk de informatie- en signaalverwerkers van het lichaam en zorgen voor het ontvangen en verzenden van zenuwprikkels. Samen vormen ze lange vezels. Ze bestaan uit een cellichaam waarin de kern zich bevindt en één of meerdere neurieten en dendrieten. Een specifiek kenmerk van zenuwcellen is dat ze prikkelbaar zijn; ze kunnen signalen ontvangen en doorgeven zonder verlies van signaalsterkte. In de hersenen bevinden zich circuits van zenuwcellen die een groot aantal lichaamsfuncties regelen en ook verantwoordelijk zijn voor ons denkvermogen. Een mens heeft naar schatting zo’n 100 miljard neuronen.

“De tentakels van octopussen zijn volkomen uniek,” zegt onderzoeker Tamar Gutnick. “Ten eerste zijn het er acht, met elk meer dan 200 zuignappen die de omgeving kunnen voelen, proeven en ruiken. En alles is beweegbaar. De zuignappen kunnen grijpen en de tentakels kunnen bijna alle kanten op draaien. Dit zou dus enorm veel van de hersenen en het zenuwstelsel moeten vergen. Deze zijn waarschijnlijk op een heel ongebruikelijke manier georganiseerd om al deze informatie te kunnen verwerken.” Met zo’n vreemd gebouwd zenuwstelsel hebben wetenschappers lang vermoed dat de tentakels van octopussen er een ‘eigen mening’ op nahouden en autonoom kunnen handelen. “Sommige wetenschappers beschouwen octopussen als wezens met negen hersenen, met één centraal brein en acht kleinere hersenen in elke tentakel,” zegt Gutnick.

Doolhof
De onderzoekers besloten die hypothese te testen. Ze bouwden een Y-vormig doolhof waar precies één tentakel doorheen past en waar aan het einde een lekker hapje op de octopus wachtte. De octopus kon noch zijn tentakel, noch het voedsel zien. De wetenschappers probeerden op deze manier te achterhalen of één tentakel in staat was om twee verschillende sensorische informatie naar de hersenen te versturen: proprioceptie (het vermogen om te voelen waar een ledemaat zich bevindt en hoe het beweegt) en tastzin (het vermogen om bepaalde texturen te kunnen voelen).

De onderzoekers leerden octopussen om hun tentakels in de linker of rechter zijbuis van een Y-vormige doolhof te steken. Aan beide kanten van het doolhof lag voedsel, maar het eten aan de verkeerde kant werd geblokkeerd door een net. Op de hier getoonde foto kiest een octopus correct de rechter zijbuis en grijpt naar een welverdiende snack. Afbeelding: Tamar Gutnick

“We weten niet of een octopus ook echt weet waar zijn arm is of wat zijn arm doet,” legt Gutnick uit. “Onze eerste vraag was: kan de octopus zijn arm enkel op gevoel de juiste kant op sturen, zonder zijn tentakel te kunnen zien?”


Proprioceptie bij mensen

Mensen hebben een sterk gevoel voor proprioceptie. Sensorische receptoren in de huid, gewrichten en spieren geven continue informatie door aan de hersenen. Deze maakt als het ware een mentale kaart van ons lichaam die voortdurend bijgewerkt wordt. Dankzij proprioceptie kunnen we vervolgens lopen zonder naar onze voeten te kijken. Ook kun je met gesloten ogen zonder moeite met één vinger het puntje van je neus aanraken.

Uit de bevindingen blijkt dat vijf van de zes octopussen in staat waren om na verscheidende pogingen hun tentakel de juiste kant door het doolhof te duwen en het voedsel op te halen. “Dit laat ons zien dat octopussen duidelijk een idee hebben van wat hun arm doet,” zegt Gutnick. “Ze leren de bewegingsrichting te herhalen die resulteert in een voedselbeloning.” Het team onderzocht vervolgens of octopussen ook in staat waren het juiste pad te kiezen als ze alleen af konden gaan op textuur. Voor elke octopus leidde of een ruwe kant of een gladde kant van het doolhof naar een lekkere snack. Na veel beproevingen waren wederom vijf van de zes octopussen in staat om hun tentakel met succes door het doolhof te navigeren. Wat hierbij belangrijk is: nadat de octopus het kunstje onder de knie had, was hij in staat om het trucje met elke tentakel te herhalen, ook met een tentakel die nog niet eerder in het doolhof was geweest.

Verbonden
Wat dit onderzoek ons vertelt? De studie suggereert dat de armen en de hersenen meer met elkaar verbonden zijn dan eerder gedacht. “De studie maakt duidelijk dat de tentakels van octopussen zich niet volledig onafhankelijk gedragen van het centrale brein,” concludeert Gutnick. “Er is een informatiestroom tussen het perifere en centrale zenuwstelsel.” Bovendien sluit de studie uit dat elke tentakel een taak onafhankelijk zou kunnen leren. “Het leren vindt plaats in de hersenen en die informatie wordt vervolgens beschikbaar gesteld aan elke tentakel,” gaat Gutnick verder. En dat leidt tot een duidelijke eindconclusie: “in plaats van dat een octopus dus over negen hersenen zou beschikken, hebben we aangetoond dat een octopus eigenlijk één stel hersenen en acht zeer slimme armen heeft.”

Wáár deze informatie echter precies wordt opgeslagen, weet Gutnick niet. Het is dan ook een vraag die overblijft voor toekomstige experimenten. “De hersenen van octopussen zijn zo verschillend,” zegt ze. “Het is eigenlijk nog steeds een zwart gat voor ons. Er valt nog zoveel meer te leren.”