Quanti cervelli ha un polpo?

Punti chiave

• A differenza di altri animali, pesci, uccelli e rettili, i polpi sono completamente diversi sotto ogni aspetto.
• I polpi hanno nove cervelli!
• Sono molto intelligenti e usano i loro nove cervelli per controllare i loro otto diversi arti.
• Possono anche imparare a svolgere compiti come risolvere labirinti, completare compiti per procurarsi il cibo e persino entrare e uscire da contenitori chiusi a chiave.

In molti modi, i polpi sono la cosa più vicina ad avere alieni sulla terra. Questi intriganti cefalopodi sono incredibilmente unici e vantano tre cuori che pompano sangue blu. Forse più degno di nota, tuttavia, è il fatto che queste creature marine hanno più di un cervello. Oltre a un cervello centrale situato tra gli occhi, i polpi hanno “mini-cervelli” separati alla base di ciascuno dei loro otto tentacoli. A differenza della maggior parte delle creature, i polpi hanno nove cervelli e li usano in modo incredibilmente abile.

Date tutte le capacità intellettuali che apparentemente hanno, i polpi non dovrebbero governare il mondo? Non proprio. Sebbene abbiano un cervello centrale e otto gangli separati, o mini-cervelli, i loro sistemi nervosi sono cablati in modo completamente diverso dalla maggior parte dei vertebrati, compresi i mammiferi come gli umani. Tuttavia, rispetto alla maggior parte degli invertebrati, i polpi sono straordinariamente intelligenti. Queste intriganti creature oceaniche hanno versioni della memoria a breve e lungo termine, per esempio. Sono persino in grado di riconoscere le singole persone a vista.

Nove cervelli: l’anatomia del sistema nervoso di un polpo

I polpi possiedono un cervello centrale. Situato tra i loro occhi, questo cervello ha una distinta forma simile a una ciambella, formando un anello attorno all’esofago della creatura. Tecnicamente, quando un polpo ingerisce cibo, passa attraverso il “centro” di questo cervello centrale. Questo è solo uno dei tanti fatti che evidenziano quanto sia diversa l’anatomia del sistema nervoso di un polpo rispetto a quella dei vertebrati e di molti altri invertebrati.

I neuroni sono come messaggeri che inviano segnali e informazioni dal cervello a varie parti del corpo di una creatura. In tutto il suo corpo, il tipico polpo – nome scientifico Il polpo comune – possiede circa 500 milioni di neuroni. Può sembrare molto, ma gli umani ne hanno più di 100 miliardi. Tuttavia, i polpi hanno all’incirca lo stesso numero di neuroni dei cani, noti per la loro capacità di apprendere vari comandi. Pertanto, non è molto esagerato affermare che i polpi sono molto intelligenti, specialmente per quanto riguarda gli invertebrati.

Circa 180 milioni dei 500 milioni di neuroni trovati in un polpo sono concentrati nel cervello centrale. Circa 40 milioni di neuroni aggiuntivi si trovano in ciascuno dei gangli di ciascuna delle sue otto braccia, o tentacoli. Pertanto, 320 milioni di neuroni di un polpo – più di due terzi di essi – si trovano alla base delle sue braccia piuttosto che nel suo cervello centrale. Incredibilmente, un singolo braccio di polpo possiede più neuroni di quanti ne troverai nell’intero corpo di una rana: solo uno dei tanti fatti intriganti sul loro sistema nervoso.

Poiché ogni braccio ha i propri gangli, o gruppi di neuroni, ogni braccio può agire indipendentemente dal cervello centrale di un polpo e dalle altre braccia. I neuroni alla base di ciascun braccio si connettono a ventose sparse su di esso; tipicamente, ogni braccio ha circa 250 ventose. Ogni ventosa può avere circa 10.000 neuroni, che utilizza per rilevare le sensazioni fisiche tramite il tatto. Questi neuroni percepiscono anche le sostanze chimiche, permettendo a ciascun braccio di annusare e assaggiare gli oggetti mentre li esplorano.

I polpi mancano di propriocezione. Ciò significa che non hanno una “mappa” fissa nella loro mente che consenta loro di sapere cosa stanno facendo le varie parti del loro corpo. Mentre un essere umano può prendere di mira un punto sulla schiena senza vederlo fisicamente, i polpi mancano completamente di questa percezione. C’è una buona ragione per questo: a differenza degli umani, i polpi non mantengono una forma corporea statica. Invece, i loro corpi sono straordinariamente fluidi, in continua evoluzione per adattarsi all’ambiente. I polpi compensano la loro mancanza di propriocezione avendo quei “mini-cervelli” separati alla base di ciascuna delle loro otto braccia.

Vantaggi di avere più cervelli

Se avere più cervelli non rende i polpi le creature più intelligenti della terra, qual è il punto? Come notato sopra, avere gangli distinti che controllano ogni tentacolo compensa il corpo fluido della creatura e la mancanza di propriocezione. Questi mini-cervelli sollevano parte del carico dal cervello centrale, permettendogli di svolgere compiti più complessi.

Alcuni dei principali vantaggi del cervello centrale del polpo e della composizione degli otto gangli includono:

• Possono reagire più velocemente alle minacce perché i singoli gangli non devono comunicare con il cervello centrale.
• Possono mettere a punto il movimento di ciascun braccio, trasferendo il lavoro ai gangli.
• Possono rigenerare nuovi bracci se uno viene reciso e il nuovo braccio genera persino un nuovo ganglio.

Cervello e sistema nervoso dei polpi contro cervello e sistema nervoso dei vertebrati

I cervelli dei polpi non condividono un’anatomia comune con i cervelli degli invertebrati. Più avanti, approfondiremo come l’evoluzione abbia giocato un ruolo fondamentale in questo fenomeno. Per ora, è importante notare che sebbene le anatomie siano sorprendentemente diverse, i polpi hanno ancora particolari capacità cognitive in comune con i vertebrati come gli umani. Ad esempio, si ritiene che possiedano forme di memoria a lungo e breve termine e si impegnano in una forma di sonno. È noto che i polpi esplorano gli oggetti attraverso il gioco e possono riconoscere e distinguere le singole persone.

Quando si considera la dimensione relativa del cervello di un polpo rispetto al suo corpo, è più facile capire perché sono tra gli invertebrati più intelligenti. La dimensione relativa del cervello dei polpi rientra nel raggio di quella dei vertebrati. Non è così alto come la dimensione relativa del cervello dei mammiferi rispetto ai loro corpi, ma è comunque significativo e li distingue dalla stragrande maggioranza degli invertebrati.

Grazie alla struttura del sistema nervoso di un polpo e alle dimensioni relative del suo cervello – o cervello, per così dire – questi cefalopodi sono famosi per mostrare un’intelligenza acuta in molti modi. Esempi di cose che i polpi sono abbastanza intelligenti da fare includono:

• utilizzare segnali visivi per discriminare tra due ambienti familiari, selezionando il percorso migliore verso una ricompensa
• navigare in semplici labirinti
• svita un barattolo per far entrare del cibo al suo interno o per sfuggire a un barattolo svitandolo per raggiungere il cibo
• sciogliere i nodi
• completare semplici puzzle
• trovare la via d’uscita dalle aree chiuse

Perché il sistema nervoso dei polpi è così diverso da quello umano?

Per capire perché i polpi sono così diversi dagli umani, in particolare perché hanno nove cervelli contro uno, è utile considerare il loro passato evolutivo. L’ultimo antenato comune di vertebrati e molluschi come i polpi esisteva più di 600 milioni di anni fa, il che lo rende più del doppio antico dei primi dinosauri.

L’evoluzione dei vertebrati e dei molluschi si è separata e ha proceduto indipendentemente l’una dall’altra millenni fa. I vertebrati, inclusi mammiferi, pesci, uccelli e rettili, hanno sviluppato sistemi nervosi con un design cordato. Ciò significa che una corda di nervi corre al centro della schiena e un cervello è a un’estremità.

D’altra parte, i neuroni degli invertebrati sono tipicamente raggruppati in diversi gangli, minuscoli nodi disposti attorno al corpo e collegati tra loro. Man mano che i cefalopodi come i polpi si sono evoluti, alcuni dei loro gangli sono diventati più complessi; spesso se ne aggiungevano di nuovi. Alcuni neuroni iniziarono a concentrarsi nella parte anteriore della creatura, diventando sempre più simili a un cervello centralizzato.

Fatti su come i cervelli dei polpi comunicano tra loro

Sebbene i polpi abbiano nove cervelli separati, sono ancora collegati e comunicano tra loro. Gli otto gangli, o mini-cervelli, hanno il proprio anello neurale che bypassa il cervello centrale. Di conseguenza, le braccia di un polpo possono trasmettersi reciprocamente informazioni senza coinvolgere il cervello centrale, consentendo loro di coordinarsi in modo più efficace.

Sono necessarie ulteriori ricerche, ma gli scienziati sospettano che la configurazione del sistema nervoso di un polpo dia loro un controllo localizzato e dall’alto verso il basso, qualcosa di importante per una creatura con una forma del corpo che cambia e un sistema nervoso parzialmente decentralizzato. Il cervello centrale può essere utilizzato per controllare il percorso di un braccio attraverso la vista, mentre il singolo ganglio alla base di ciascun braccio perfeziona il movimento, consentendogli una maggiore precisione. Ciò consente inoltre a ciascun braccio di assaggiare, annusare e sentire gli oggetti lungo il percorso in modo indipendente.

Cognizione incarnata

I ricercatori sospettano che gli esseri umani possano utilizzare una forma di cognizione incarnata, il che significa che i loro corpi, non i loro cervelli, sono responsabili di parte della loro “intelligenza”. Nei polpi, la cognizione incarnata è una parte cruciale del modo in cui si fanno strada nel mondo. I loro corpi non sono cose separate controllate da un cervello centrale; invece, hanno sistemi nervosi soffusi che sono aiutati da gangli distinti.

La relazione tra cervello centrale e gangli separati

In un polpo, il cervello centrale ei suoi circa 180 milioni di neuroni determinano ciò che la creatura vuole o di cui ha bisogno; ad esempio, potrebbe inviare un avviso per trovare cibo. Questo comando, “trova cibo”, viene trasmesso ai gangli di tutti e otto i tentacoli. A sua volta, ogni tentacolo raccoglie ed elabora le proprie informazioni posizionali e sensoriali. Da lì, ogni tentacolo impartisce i propri comandi su come muoversi nel modo più efficace, irrigidendo e rilassando aree specifiche per un’efficienza ottimale. Questi gangli continuano a raccogliere ed elaborare informazioni sensoriali mentre le braccia si muovono, inviando i dati al cervello centrale, che prende decisioni più complete.

Per quanto folle possa sembrare, i polpi hanno davvero nove cervelli. Questi cervelli separati svolgono un ruolo significativo nell’intelligenza e nella personalità uniche dei polpi, rendendoli gli invertebrati più intelligenti del pianeta.

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