科学者らは、電極とデータロガーを生物に直接埋め込むことによって実現した、自由に動くタコの脳活動の記録に成功した。この研究は、2022年12月23日にCurrent Biology誌のオンライン版に掲載され、タコの脳がどのように行動を制御しているかを解明する上で重要な前進であり、知能や認知が起こるために必要な共通原理を知る手がかりになると考えられる。このオープンアクセス論文は「行動するタコの脳から電気活動を記録する（Recording Electrical Activity from the Brain of Behaving Octopus）」と題されている。
「脳の働きを理解したいのであれば、タコは哺乳類との比較対象として研究するのに最適な動物だ。大きな脳、驚くほどユニークな体、そして脊椎動物とはまったく異なる発達を遂げた高度な認知能力を備えている」と、筆頭著者で沖縄科学技術大学院大学（OIST）の物理・生物学ユニットの元ポスドク研究員であるタマル・グトニック博士は述べている。
しかし、タコの脳波を測定することは、技術的に本当に難しいことが判明した。タコは脊椎動物とは異なり、体が柔らかいため、記録装置が外れないように固定する頭蓋骨がないのだ。
「タコは8本の強力で柔軟な腕を持っていて、体のどこにでも手が届く。そのため、機器を皮膚の下に置くことで、完全に手の届かないところに置く方法が必要だった」とグトニック博士。
そこで、小型・軽量のデータロガーに着目。研究チームは、タコの体内に簡単に収まる大きさでありながら、防水性を持たせるためにこの装置を改良した。また、低温下で動作するバッテリーを使用することで、最大12時間の連続記録が可能となった。
研究チームは、一般的にワモンダコとして知られているOctopus cyaneaを、その大きさからモデル動物として選んだ。研究チームは、3匹のタコに麻酔をかけ、外套膜の筋壁にある空洞にロガーを埋め込んだ。その後、タコの脳のうち、垂直葉と中央上前頭葉と呼ばれる部位に電極を埋め込んだ。この脳領域は、グトニック博士が特に理解を深めたいと考えている脳のプロセスである視覚学習や記憶に重要であると考えられている。
手術が終わると、タコは元の水槽に戻され、ビデオで監視された。5分後、タコは回復し、その後12時間、睡眠、食事、水槽内の移動を行いながら、脳の活動を記録した。その後、ロガーと電極をタコから外し、ビデオと同期してデータを取得した。その中には、哺乳類に見られるような大きさや形状のものもあれば、これまで報告されていないような、非常に長く続くゆっくりとした振動のものもあった。
研究者らは、これらの脳活動パターンを、ビデオに映し出された特定の行動と結びつけることはまだできていない。しかし、これは全く驚くべきことではないとグトニック博士は説明する。なぜなら、彼らは動物に特定の学習課題を要求していなかったからである。
「ここは学習や記憶に関連する領域なので、この回路を探るには、タコを使って反復的な記憶作業をする必要があり、すぐにでも実現したい！」とのこと。
また、自由に動くタコの脳活動を記録するこの方法は、他のタコ種にも応用でき、タコの学習、社会性、体や腕の動きの制御など、タコの認知に関する他の多くの分野の疑問の解決につながると考えている。
OIST物理生物学ユニットでプロジェクトを率い、現在はナポリ・フェデリコ2世大学で研究を続けるマイケル・クバ教授は、「これは本当に重要な研究だが、まだ最初の一歩に過ぎない」と述べている。「タコはとても賢いのだが、その脳がどのように働いているのかについては、今のところほとんど分かっていない。この技術は、タコが特定の作業をしているときに、その脳を覗き見ることができるようになったことを意味する。これは本当にエキサイティングで強力なことだ。」
この研究は、日本、イタリア、ドイツ、ウクライナ、スイスの研究者による国際共同研究だ。
[News release] [Current Biology article]
