Comportamenti dinamici della pelle nei cefalopodi

The coleoid cephalopods (cuttlefish, octopus, and squid) are a group of soft-bodied mollusks that exhibit a wealth of complex behaviors, including dynamic camouflage, object mimicry, skin- based visual communication, and dynamic body patterns during sleep. Many of these behaviors are visually driven and engage the animals’ color changing skin, a pixelated display that is directly controlled by neurons projecting from the brain. Thus, cephalopod skin provides a direct readout of neural activity in the brain. During camouflage, cephalopods recreate on their skin an approximation of what they see, providing a window into perceptual processes in the brain. Additionally, cephalopods communicate their internal state during social encounters using innate skin patterns, and create waves of pigmentation on their skin during periods of arousal. Thus, by leveraging the visual displays of cephalopods, we can gain insight into how the external world is represented in the brain and how this representation is transformed into a recapitulation of the world on the skin. Here, we describe the rich skin be- haviors of the coleoid cephalopods, what is known about cephalopod neuroanatomy, and how advancements in gene editing, machine learning, optical imaging, and electrophysio- logical tools may provide an opportunity to explore the neural bases of these fascinating behaviors.

In questo articolo si descrivono i complessi comportamenti cutanei dei cefalopodi coleoidi (seppie, polpi e calamari), ciò che si sa sulla loro neuroanatomia e come gli strumenti elettrofisiologici possano offrire l'opportunità di esplorare le basi neurali di questi comportamenti. I coleoidi sono un gruppo di molluschi dal corpo molle che esibiscono comportamenti complessi, tra cui mimetismo dinamico, imitazione degli oggetti, comunicazione visiva basata sulla pelle e patter corporei dinamici. Molti di questi comportamenti sono guidati visivamente e coinvolgono la pelle che cambia colore come un display pixelato che è direttamente controllato dai neuroni che si proiettano dal cervello. Il cambiamento del colore della pelle è dovuto da una serie di cromatofori , degli organi neuromuscolare comprendente un sacco pigmentato collegato a una serie radiale di muscoli, che è sotto il controllo dei motoneuroni che si proiettano dal cervello. Perciò, la pelle dei cefalopodi fornisce una lettura diretta dell'attività neurale nel cervello. Durante il mimetismo, i cefalopodi ricreano sulla loro pelle un'approssimazione di ciò che vedono. Inoltre, i cefalopodi comunicano durante gli incontri sociali il loro stato interno , il quale influenza l'elaborazione dell'input sensoriale e la generazione di un output comportamentale appropriato, utilizzando pattern cutanei. I pattern di pelle coinvolti durante i comportamenti sociali sono innati e stereotipati ed emergono durante la maturazione sessuale.Oltretutto creano onde di pigmentazione sulla loro pelle durante i periodi di eccitazione. Pertanto, sfruttando i display visivi dei cefalopodi, possiamo ottenere informazioni su come il mondo esterno è rappresentato nel cervello e come questa rappresentazione si trasforma in una ricapitolazione del mondo sulla pelle.