显微镜5000倍智力的第二来源他们看似平凡，却拥

大家好，这里是老上光显微镜知识课堂，在这里你可以学到所有关于显微镜知识，好的，请看下面文章： 在动物世界中，章鱼是的。虽然它们只是软体动物，但它们的智力水平是难以想象的。更神秘的是，没有人知道它们的智力来自哪里。一些科学家甚至怀疑它们可能来自地球。STS已经找到章鱼脑复杂性的三条线索。
    
     2008年，德国海洋之星水族馆的工作人员发现了一件奇怪的事情。两天早上，他们发现水族馆在工作中异常安静，整个水族馆的电源系统也短路了。当他们重新启动系统后，他们以同样的沉默向他们问候。第二天早上。所以在第三天，几个员工决定在水族馆看夜景，轮流在地板上休息。
    
     果然，罪犯出现了。一只六个月大的章鱼奥托（Otto）从水族馆里爬出来，把插座引向灯的顶部。也许是光线让它生气，或者只是出于无聊。正如导演艾弗里德·库默所说：奥托一直渴望引起注意。它总是会有新的惊喜。有一次，我们看到它在水箱里扮演一只寄居蟹。
    
     关于章鱼恶作剧的有趣轶事随处可见。据报道，章鱼能够走出迷宫，扭动瓶子，甚至区分不同的人类。解决问题，使用工具，制定计划……这些都是复杂而灵活的智力的迹象，我们通常联想到。这些特征与脊椎动物，特别是哺乳动物有关。
    
     一些研究章鱼及其聪明的亲戚——墨鱼和鱿鱼——的学者提出了智力的第二个来源，一种与哺乳动物非常不同的特殊结构。
    
     章鱼有一个大的中央大脑，每个触角都有一个独特的小脑网络。它们需要八个触角和数百个敏感的吸盘之间难以置信的复杂配合，更不用说在珊瑚礁环境中伪装自己的能力了。纹理，手腕和脚的扭曲，这些身体艺术家可以立即融入背景和重新出现时，只有威胁对手或吸引配偶。
    
     芝加哥大学的神经科学家克利夫顿·拉格斯代尔（Clifton Ragsdale）说，它们的行为就像聪明的动物，即使它们是牡蛎的近亲。我想知道的是他们如何以不同于脊椎动物的方式组织更大的大脑。
    
     那么，进化是如何产生第二种智慧的呢在20世纪70年代，电影制片人Jacques Cousteau称之为软智能
    
     在过去的几年里，越来越多的学者被这些神秘的生物所吸引。自2015年以来，研究人员已经获得了DNA蓝图和基因组信息，用于对章鱼的仔细研究。这些数据提供了一些引人注目的线索。
    
     章鱼已被证明拥有大量与脑形成相关的基因，而这些基因以前只在脊椎动物中发现。但是章鱼智慧的秘密武器可能不是我们所知道的基因。
    
     复杂的大脑需要一种存储复杂信息的方法。令人惊讶的是，章鱼可能具有这种复杂性的快速和自由组合遗传密码。
    
     在构建活体生物体的过程中，DNA的解码通常是极其逼真的，这就是众所周知的中心法则。只有很小一部分的DNA序列被复制，产生一个称为信使RNA(mRNA)的复制品。在。
    
     然而，一些令人惊讶的例子并不遵循中心法则。章鱼可以修改它们的mRNA。这种调节被称为RNA编辑。在人类中，只有少量的脑蛋白mRNA被编辑，而在章鱼脑中，大部分mRNA被编辑。
    
     这个过程使章鱼的大脑比我们想象的要复杂。也许这种复杂性与它们的记忆有关。特拉维夫大学的计算生物学家艾丽·艾森伯格。虽然他很快补充道，我必须强调这只是猜测。
    
     毋庸置疑，将章鱼智能与RNA编辑联系起来是一门前沿科学，但好消息是，这是一个可验证的假设。利用最新的工具，如CRISPR，一种新型的脑电图记录器，以及严格的行为测试，研究人员正在测试RNA编辑是否正确。真的是章鱼智能的关键。
    
     大约4亿年前，头足类动物统治着海洋，这些动物是直接从它们的头和脚命名的。它们体型巨大，甚至能长到6米。它们以虾和海星为食，用螺旋形的贝壳漂浮在海洋中，保护自己。
    
     后来，鱼类时代到来了。头足类不再处于海洋生物链的顶端。大多数具有螺旋形贝壳的物种已经灭绝，而现代鹦鹉螺，除了少数例外，一直存活到今天。
    
     然而，有些头足类动物没有壳。因此，它们可以不受阻碍地探索与更聪明和灵活的鱼竞争的方法。这些动物进化成章鱼、鱿鱼和乌贼，被称为章鱼。
    
     生物进化的这些创新令人眼花缭乱。它们的脚是分开的，形成了八只高度灵巧的手腕脚，每只手腕脚都有数百个吸盘，使得它们的手腕和脚像它们的拇指一样灵活。为了说明这种敏感性，马瑟讲述了一个同事的故事，他发现埃德说他的章鱼在手术后切除了自己的缝线。
    
     但是对于捕食者来说，章鱼的柔软的身体是一顿美味的晚餐。因此章鱼进化出了能够思考的皮肤，能够在0.2秒内融入背景。身体和腕部弯曲。当他们安静地摇动他们的腕足时，他们可以伪装成海藻。
    
     在伍兹霍尔海洋研究所研究伪装行为的罗杰·汉伦说，这不是通过简单的反射来协调的。这是一个快速的决策过程，基于大脑多个层面的特定情况。这种反应也取决于同一台相机的敏锐的眼睛。
    
     章鱼需要强大的计算能力来控制腕足类、吸盘、皮肤和眼睛。因此，相对于章鱼的大小，它的大脑非常大。章鱼的大脑有5亿个神经元，是大脑神经元数量的2.5倍。
    
     但是它们大脑的解剖结构非常特殊。哺乳动物的大脑类似于一个中央处理器，可以通过脊髓发送或接收信号。但是对于章鱼来说，只有10%的大脑处于高度集中的折叠状态，在es周围分成30个叶子和甜甜圈。两种视神经叶占30%，其余60%只脑分布于腕足动物。
    
     以腕足动物为例。腕足动物被认为有自己的小脑，不仅因为它们有神经元，而且因为它们有独立的处理能力。例如，章鱼逃离捕食者时可能会折断腕足，腕足可以继续爬行。10分钟后释放。
    
     直到2011年，Michael Kuba和他在冲绳理工学院的同事们已经表明，章鱼腕足类并不独立于中枢大脑而活动。更确切地说，似乎大脑发出指令，而八只腕足中的一只独自执行任务。
    
     然后他们会想到皮肤。大脑，主要是视神经，控制着皮肤的颜色变化。这种反应的证据来自于谢菲尔德大学汉伦分校和约翰信使1988年进行的研究。他们证明了新孵化的盲乌贼不可能融入背景。
    
     虽然它们仍然可以改变身体的颜色和形状，但它们看起来是相对随机的。解剖学证据还表明，大脑的下部直接与色素体周围的肌肉相连。
    
     就像艺术家在调色板上摆动一样，激活这里的肌肉可以打开颜料囊，将颜料分散到颜料体内形成一个薄圆盘。但是章鱼并不绘画。汉伦的乌贼实验显示，这些生物有三种预先存在的模式：均匀性、杂色性。论和困惑：通过部署这些模式之一，墨鱼可以伪装成不同的背景。
    
     上世纪90年代，库巴加入了希伯来大学神经科学家本雅明·霍奇纳的实验室。霍奇纳毕业于诺贝尔生理学或医学奖得主埃里克·坎德尔实验室，是海蛞蝓学习方法的先驱。
    
     所有的行为都发生在两个神经元之间的间隙，即突触。微观上，突触可能看起来很空，但是在这里它们实际上非常拥挤。数千种蛋白质被组装在大小的微处理器中。如果每个神经元是一根线，微处理器决定信号是否能够。当海蛞蝓吸取教训时，比如当海蝓蝠被尾巴电击时学会缩回鳃，这是因为新的突触连接改变了突触。
    
     然而，库巴发现章鱼比海蛞蝓柔顺性差得多。由于章鱼触角上的柔性吸盘，他插入章鱼大脑中的任何电子探针都会被迅速拔出。库巴希望有一种新型的微型脑波记录器，它可以是mou。在章鱼大脑的表面，使得吸盘不能再被拉出，这将开辟一个研究章鱼大脑的新纪元。
    
     具有讽刺意味的是，脊椎动物大脑可以发送信号的想法来自于对鱿鱼的研究。1934年，英国神经科学家J.Z Young发现鱿鱼体内的巨大神经元控制着覆盖其鞘的肌肉的收缩，鞘是眼球后部的球囊，也覆盖着眼球。用虹吸法喷洒眼球。
    
     与哺乳动物神经元一样，SQUID神经元最突出的特征是线性轴突，然而，鱿鱼轴突的直径可以达到1毫米，是哺乳动物轴突直径的1000倍。这样大的尺寸允许研究人员插入金属电极来测量ValTg的变化。神经冲动沿着轴突运动。
    
     所有这些基本知识都在脊椎动物中阐明，但鱿鱼脑信号的细节在很大程度上是未知的。
    
     20世纪90年代初，斯坦福大学的JoshRosenthal研究了巨型鱿鱼的运动轴突。但是Rosenthal有了新的目标。他不想测量轴突的电特性，他想分离轴突的一个关键组成部分：制动开关。这是一种叫做钾通道的蛋白质。
    
     鱿鱼神经元可以根据DNA中的信息合成这种蛋白质，并暂时储存在细胞核中。为了获得合成式，细胞会转录mRNA。罗森塔尔想分离这些mRNA，并读取合成这种通道的核苷酸序列。L蛋白。
    
     但是他有个问题。每次他读钾通道的核苷酸序列，结果都非常不同。这只是个错误吗如果是这样的话，这个误差的频率就太高了。这些变化不是随机的，而且总是在序列中的一个或多个位置地发生。同样的，基对A总是变成G。
    
     罗森塔尔不知道的是，海德堡大学的彼得·西堡（Peter Seeburg）正在努力思考人类大脑谷氨酸受体蛋白碱基序列中的类似故障。1991年，当西堡的论文发表时，罗森塔尔回忆说，每个人都非常兴奋。
    
     在人类（或小鼠）中，编辑谷氨酸改变了钙离子进入脑细胞的数量。在小鼠中，编辑失败是致命的，因为钙离子流入量对小鼠有毒。还有证据表明，人类的神经退行性疾病，如肌萎缩性侧索硬化，与此有关。ED缺乏编辑能力。
    
     一种名为AdAR2的酶可以用于RNA的关键编辑，为什么进化没有推进仍然是个谜。
    
     至于鱿鱼体内的钾离子通道，罗森塔尔有预感。当电子信号通过神经元后，神经元需要重新设置以接收下一个电子信号。钾离子通道在这个过程中起着关键作用。在低温下，重新设置可能需要更长的时间，这使得动物变得迟钝。RNA编辑是动物适应温度变化的一种精细调节方法为了验证他的想法，罗森塔尔花了几年时间收集生活在热带、温带和极地气候的章鱼。正如他所预期的，钾通道在章鱼中最活跃，章鱼生活在极地地区。
    
     钾通道只是冰山一角。罗森塔尔与特拉维夫大学的极客艾利·艾森伯格合作，利用一个mRNA数据库来确认鱿鱼中有多少基因像这样被编辑过。在人类中，这种编辑是罕见的，仅限于少量的大脑蛋白质ge。ne序列。在鱿鱼中，大部分脑蛋白基因序列是编辑的。这些基因中的许多与突触裂隙中发现的蛋白质有关。
    
     这些mRNA编辑技能对软智能很重要吗这是一个诱人的想法。这对章鱼来说是正确的，但对于它们愚蠢的近亲鹦鹉螺来说不是这样。鹦鹉螺和其他软体动物一样，没有软智力。艾森伯格说。
    
     罗森塔尔说：章鱼亚纲的编辑蛋白和我们所知道的关于学习和记忆的蛋白质是一样的。也许编辑这些蛋白质使这些生物更加灵活和复杂，但这并不能证明这个假设。
    
     2015年，拉格斯代尔实验室与冲绳理工学院的丹尼尔·罗赫萨尔和奥列格·西马科夫合作，成功测序了盖亚双斑章鱼的基因组。
    
     结果表明，章鱼有3.3万个基因，超过2.1万个。但是基因数量本身与大脑能力没有太大关系，因为水蚤也有大约31000个基因。事实上，章鱼中的大多数基因与它们密切相关的基因没有太大的不同。海螺。一组不同的基因被称为原钙粘蛋白。这种蛋白参与大脑回路的构建，使右侧神经元相互连接。帽壳和牡蛎中有17-25种降钙素原，脊椎动物中有70种降钙素原，以及至少有100种相关的钙粘蛋白。参与这些回路的蛋白质长期以来被认为是脊椎动物聪明的关键。
    
     章鱼基因组的另一个显著特征是一组被称为锌指的基因。由这组基因编码的蛋白质链由锌离子连接，形成一系列指状结构，这就是为什么这些基因被命名为。这些指状结构与DNA创伤线圈结合。调节基因转录。
    
     章鱼的锌指有413种，人类有764种，章鱼有1790种，章鱼中的锌指可能参与调节大脑的基因网络。
    
     迄今为止，章鱼脑复杂性的三个线索已被揭示：参与环路构建的原钙粘附素和参与网络调节的锌指基因在章鱼体内的数量增加了一倍，并且通过RNA编辑增加了转录的复杂性。
    
     现在，世界各地的团队正在进行类似的研究。经过几十年的爱和恐惧之后，软智力的奥秘可能很快就会被硬科学揭开。
    
     网站网友点击量更高的文献目录排行榜： 点此链接 关注页面底部公众号，开通以下权限： 一、获得问题咨询权限。 二、获得工程师维修技术指导。 三、获得软件工程师在线指导 toupview,imageview,OLD-SG等软件技术支持。 四、请使用微信扫描首页底部官主账号！