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Bras de poulpe.
Crédit d'image: Masaaki komori sur Unsplash.

Gutnick, Tamar, Letizia Zullo, Binyamin Hochner et Michael J. Kuba. 2020. «Utilisation des informations sensorielles périphériques pour le contrôle nerveux central du mouvement des bras par Octopus Vulgaris.» Biologie actuelle 30 (21): 4322-4327.e3. https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.08.037.

Poulpes

Pieuvre géante du Pacifique. Cette photo par un auteur inconnu est sous licence CC BY-SA.

Les poulpes sont dans le phylum Mollusca, ce qui signifie qu'ils sont éloignés de limaces et escargots! La pieuvre géante du Pacifique est la plus grande espèce, pesant généralement environ £ 30 et couvrant 14 pieds. Il ya plus de 300 espèces reconnues de poulpes. Les poulpes ont deux yeux, un bec, 8 bras et aucune colonne vertébrale! Cela leur permet de changer rapidement de forme et de se faufiler dans de petits espaces.

Les poulpes sont l'une des espèces d'invertébrés (sans épines) les plus intelligentes avec un système nerveux très complexe. La majorité des neurones de poulpe se trouvent dans leurs bras, qui peuvent agir sans intervention du cerveau! Les bras sont également recouverts de ventouses et de récepteurs afin qu'ils puissent ressentir les textures, sentir et goûter tout ce qu'ils touchent.

Malgré toutes ces informations que les armes collectent, la pieuvre a des sens proprioceptif – la capacité de détecter les mouvements personnels et l'emplacement. Qu'est-ce que ça veut dire? Les bras sont capables de dire quoi ils se touchent et comment étiré mais le «cerveau» ne peut pas visualiser cette information.


Regardez ces vidéos amusantes

Montage dans de petits espaces: https://www.youtube.com/watch?v=n4Vz_8OSVic

Ouverture d'un pot (de l'intérieur!): https://earthsky.org/earth/watch-octopus-open-a-jar-from-the-inside


L'étude

Ici, les auteurs ont voulu tester si les poulpes pouvaient utiliser toucher seulement informations d'un seul bras pour diriger son mouvement. Pour ce faire, ils ont créé un labyrinthe avec un tube central et deux tubes latéraux avec des «boîtes de but» à la fin. Le labyrinthe était opaque pour éviter les informations visuelles, et les boîtes de but avaient des filets amovibles pour bloquer la nourriture.

Entraînement

Schéma d'apprentissage proprioceptif (A) illustrant le labyrinthe à un bras à deux choix. Le labyrinthe est fixé à la vitre avant du réservoir et est opaque vers l'animal. (B – D) Une pieuvre insère un bras unique dans la tige centrale (B), dans l'un des côtés (C) et dans la bonne boîte de but (D). (E) Schéma illustrant l'ordre de la formation et de l'expérience. Après une formation préalable à l'utilisation du labyrinthe (1), les pieuvres ont terminé 20 essais de préférences secondaires (2) et ont ensuite été entraînées à récupérer une récompense alimentaire dans la zone de but correcte (flèche verte) qui était toujours du même côté du labyrinthe (3) .

Les poulpes ont fait des exercices de pré-entraînement au cours desquels ils ont exploré le labyrinthe avec un seul bras, récupérant des friandises tout le long de tous les tubes. Une fois les friandises récupérées pour plusieurs essais, elles étaient prêtes à passer à autre chose. La prochaine étape était la formation aux préférences secondaires. Chaque fois qu'une pieuvre enfonçait un bras dans un tube latéral et récupérait un morceau de nourriture, elle était enregistrée, les collations étaient remplacées et le procès était terminé. Le test des préférences secondaires a été effectué 20 fois pour chaque individu.

Test proprioceptif

Pendant le premier des vrais essais, la nourriture était placée dans les deux boîtes de but, mais l'une était recouverte du filet pour que la pieuvre ne puisse pas la prendre. Cela a été fait pour s'assurer que tous les signaux chimiques seraient les mêmes dans les deux tubes (par exemple, odeur). Pour les tests de proprioception (capacité à détecter les mouvements personnels et la localisation), la nourriture était disponible pour le poulpe dans un seul des tubes latéraux. Si la pieuvre faisait le bon choix, elle était récompensée par la collation. S'ils faisaient le mauvais choix, le labyrinthe était immédiatement supprimé. Dans l'essai suivant, la nourriture a été placée du même côté. Cela a été répété 10 fois par jour jusqu'à ce que la pieuvre puisse montrer son apprentissage (80% correct en une seule journée). Pour réussir, la pieuvre devrait être en mesure d'associer le mouvement du bras à la collecte et à la consommation ultérieure de la nourriture, sans pouvoir voir l'emplacement du bras ou des aliments – montrant ainsi un apprentissage proprioceptif. Cinq des six poulpes ont réussi. Puisque les poulpes ne sont pas censés être capables de créer des images mentales, les auteurs soupçonnent que cela est accompli en apprenant une direction générale et un type de mouvement. Pour tester cette théorie, ils pourraient peut-être utiliser un système de labyrinthe plus compliqué.

(A) Diagramme illustrant le labyrinthe à bras unique à deux choix de discrimination tactile. (B – D) Octopus insère un bras dans la tige centrale (B), pénètre dans un côté et touche un stimulus rugueux (C), le bras se déplace vers le côté opposé (D) et continue vers la bonne boîte de but (E). (F) Schéma illustrant l'ordre de la formation et de l'expérience.

Test tactile

Ensuite, ils sont passés à des expériences tactiles. Ici, l'un des tubes était recouvert d'une texture rugueuse, tandis que l'autre restait lisse. La moitié des poulpes ont été entraînées en ayant la récompense dans le tube rugueux et la moitié dans le tube lisse. Encore une fois, cet apprentissage a été répété jusqu'à ce qu'ils réussissent à 80% en une seule journée. Cinq poulpes ont atteint la deuxième étape. Un succès a eu lieu lorsqu'un bras a été inséré dans un tube, la texture a été explorée, et le bras soit: a continué à la récompense si c'était le bon tube ou, a changé de tube si c'était le mauvais.

Principales conclusions

  • Montre que les poulpes peuvent à la fois recueillir et apprendre des informations apprises par un seul bras

  • Il y a au moins une interaction entre les neurones du bras et le «cerveau»

  • Les bras avant sont le plus souvent utilisés pour explorer

  • Les poulpes sont peut-être encore plus avancés que nous ne le pensions!

Je suis étudiant en maîtrise de 2e année à l’Université Memorial de Terre-Neuve. Je fais des recherches sur les espèces hautement envahissantes du crabe vert européen et sur l'impact des événements météorologiques extrêmes sur l'abondance et la répartition de sa population.

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