De zenuwen in de acht armen van een octopus zijn veel complexer georganiseerd dan altijd gedacht. Ze zijn onderverdeeld in piepkleine segmenten, die helpen bij de coördinatie tussen verschillende stukjes van één arm. En de honderden zuignappen op elke arm hebben elk hun eigen zenuwknoop. Dat schrijven onderzoekers van de University of Chicago deze week in Nature Communications.
Een octopus beweegt zich voort over een zeebodem zoals water over een rotskust: hij golft, bedekt, omarmt, wurmt zich in spleten, strekt zich uit en trekt zich samen, steeds in intiem contact met de ondergrond. De acht armen veranderen steeds van vorm en richting, in een oneindig aantal oriëntaties. Intussen voelen en proeven ze ook. En: ze zijn autonoom, met letterlijk een mind of their own.
Bij de mens zitten de zenuwcellen op één plek, bij de octopus overal
Octopussen hebben ongeveer 500 miljoen zenuwcellen. Minder dan de mens, met onze 86 miljard, maar wel grofweg evenveel als een hond. Maar terwijl die zenuwcellen bij mens en hond op één plek geconcentreerd zijn (in het centraal zenuwstelsel: hersenen en ruggengraat), vind je ze bij een octopus in zijn hele lijf. Een derde zit in zijn centrale brein; tweederde is verdeeld over de acht armen.
Elk van die acht armen heeft een centraal zenuwkoord, dat onafhankelijk opereert van het centrale brein. Vandaar dat wetenschappers eerder spraken van de ‘negen breinen’ van de octopus. Nu blijkt het nog ingewikkelder te zijn. Je zou kunnen stellen dat een octopus er vele honderden heeft.
Elke arm van de octopus heeft vele zuignappen, die in twee rijen zigzag naast elkaar liggen. Het centrale zenuwkoord van de arm slingert heen en weer om elke zuignap te bedienen. Bij elke zuignap bevindt zich een zenuwknoop, of ganglion, met daarin een grote concentratie cellichamen van zenuwcellen. Een beetje zoals onze hersenen, dus. Bij andere ongewervelde dieren, zoals insecten of zelfs regenwormen, wordt zo’n ganglion daarom ook wel vergeleken met hersenen.
Vastgrijpen van een prooi
In de zuignappen zit spierweefsel: elke zuignap kan van vorm veranderen. Dat helpt bij de voortbeweging, bij het vastgrijpen van een prooi, maar ook bij het ‘proeven’ van een oppervlak. De Amerikanen ontdekten dat die functies bij de octopus sterk verweven zijn. Bij mensen sturen de zenuwen óf signalen naar de hersenen (sensorische neuronen) óf naar de spieren (motorneuronen). Bij octopussen vervoeren de zenuwcellen beide typen signalen tegelijkertijd.
En dan was er de opmerkelijke organisatie van de cellen in het centrale zenuwkoord. Ze bleken gegroepeerd te zijn in segmenten: verticale pilaartjes met een doorsnee van zo’n 0,05 mm, van elkaar gescheiden door wandjes van bindweefsel. In de pilaartjes zitten de cellichamen van de zenuwcellen. Vanuit elk pilaartje gaan er, via de wandjes, ‘sensomotorische’ zenuwen naar boven, naar beneden én naar naburige pilaartjes.
Volgens de onderzoekers komt deze organisatie precies overeen met wat je zou verwachten als de segmenten hun werking op elkaar afstemmen. Het verklaart bijvoorbeeld hoe de zuignappen een voorwerp aan elkaar kunnen doorgeven, hoe ze een gradiënt van een geurstof kunnen waarnemen, en hoe de arm zo ongelooflijk precies en flexibel kan bewegen.