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16.03.2011

Erstaunliche Intelligenzform bei Oktopussen

ISRAEL – Weil Kraken einen Grossteil ihres Gehirns auf die Tentakeln verteilen, ging man bisher davon aus, dass diese entsprechend autonom gesteuert werden. Forscher haben nun aber anhand von Laborversuchen aufgezeigt, dass Oktopusse ihre Tentakeln auch zentral steuern können. Aus den Ergebnissen von Studien wie dieser erhofft sich die Wissenschaft Fortschritte in der Entwicklung von Weichkörper-Robotern, die dereinst etwa in der Medizin eingesetzt werden könnten.

Das Gehirn von Oktopussen ist wahrlich einzigartig, denn nur ein kleiner Anteil der Nervenzellen liegt im Kopf. Der grosse Rest ist auf die acht Tentakeln verteilt. Das führte bisher zu der Ansicht, dass die Tentakeln bei komplexen Bewegungen wie beim Absuchen der Umgebung völlig autonom gesteuert werden. Der Philosoph Peter Godfrey-Smith von der Harvard University sprach in diesem Zusammenhang von einer verteilten Intelligenz. Dass diese Annahme nicht ganz korrekt ist, zeigen nun jedoch die Studienergebnisse israelischer Forscher.

Im Rahmen ihrer Studie untersuchten Tamar Gutnick und Michael Kuba von der Hebrew University in Jerusalem die Lernfähigkeit von sieben Versuchstieren. Dazu platzierten die Forscher die Tiere in einen Behälter, von dessen Mitte aus drei Gänge in unterschiedliche Richtungen abzweigten. Am Ende eines der Gänge wurde abwechslungsweise eine kleine schwarze Scheibe befestigt, welche die Gegenwart von Futter signalisierte. Diese visuelle Information sollten die Tiere dazu nutzen, einen Arm in die entsprechende Richtung zu bewegen. Gelang es einem Tier fünfmal hintereinander, den richtigen Gang zu wählen, wurde es als erfolgreich gewertet. Sechs der sieben Tiere schafften die Aufgabe, allerdings brauchten sie unterschiedlich lange dafür. Die Bandbreite lag zwischen 60 und 211 Versuchen. Nur ein Tier erwies sich als lernresistent und konnte die Aufgabe nicht lösen.

Die Forscher konnten dabei beobachten, dass die Kraken das Futter eher dann fanden, wenn sie sich zuvor so in Position gebracht hatten, dass sie die schwarze Scheibe in ihrem Blickfeld hatten. Daraus schliessen die Wissenschaftler, dass Kraken also doch in der Lage sind, visuelle Informationen zur Steuerung von Bewegungen zu nutzen. Dass sie diese Fähigkeiten haben, um vor einer drohenden Gefahr zu flüchten, war schon länger bekannt. Doch Suchbewegungen sind komplexer, denn anders als bei Wirbeltieren mit ihren Knochen sind die Tentakeln von Kraken in ihrem Bewegungsradius nicht eingeschränkt. Das macht die Steuerung umso aufwendiger und erfordert eine enorme Rechenleistung, die im zentralen Gehirn der Kraken gar nicht vorhanden ist, wie Michael Kuba erklärt. Aus diesem Grund habe man angenommen, dass die komplexen Suchbewegungen lokal gesteuert werden.

Demgegenüber stand allerdings auch die Tatsache, dass eine rein lokale Informationsverarbeitung biologisch eigentlich gar keinen Sinn ergibt. Denn, so Kuba, was nütze dem Tier eine visuelle Information wie zum Beispiel die Position einer nesselnden, unangenehmen Anemone, wenn diese Information dann nicht dazu benützt werden können, der Anemone fernzubleiben.

Auch für Godfrey-Smith deutet die neue Studie auf eine integrierte und zentralisierte Intelligenz hin. Interessant findet er die Beobachtung, dass sich die Tiere zum Objekt hinwendeten, so als würden sie dabei ihre Aufmerksamkeit auf das Ziel lenken. Man unterscheide beim Menschen heutzutage zwischen aufmerksamer und unaufmerksamer Aufgabenbewältigung, erklärt der Philosoph. Es gebe aber Hinweise darauf, dass auch Insekten zu aufmerksamer Aufgabenbewältigung fähig seien. Möglicherweise sei bei Kraken die gerichtete Aufmerksamkeit der Schlüssel zu einer zentralisierten Verarbeitung. Das sei aber reine Vermutung, sagt Godfrey-Smith.

Klar ist, dass die Evolution bei der Entstehung des Gehirns von Oktopussen einen anderen Weg ging als bei Wirbeltieren. Dies ermöglicht ihm mutmasslich auch andere Leistungen, was für die Forschung auch aus praktischen Gründen interessant ist. Aus der Erforschung der Kraken erhofft sich so zum Beispiel das europäische Projekt «Octopus» Erkenntnisse für die Konstruktion von Weichkörper-Robotern. Diese könnten dann etwa in der Medizin zum Einsatz kommen: z.B. in Form eines flexiblen Roboterarms bei einer Operation am Herzen.

(Quelle: Current Biology)



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