ד"ר ניר נשר וד"ר טל שמרת

הפקולטה למדעי הים

נוירופיזיולוגיה והתנהגות של ראש-רגלאים

הראש רגלאים (תמנונים ודיונונים) הינם חסרי חוליות השייכים למערכת הרכיכות. לראש רגליים מוח מרכזי מפותח ובאופן יוצאי דופן לרכיכות ואף בהשוואה לחסרי חוליות אחרים פיתחו הראש רגלאים מורכבות וגמישות התנהגותית המשתווה לאלו של בעלי חוליות מפותחים כגון יונקים וציפורים. תמנונים לדוגמה יכולים להתמודד עם משימות מורכבות כמו פתיחת כלים סגורים, למידה והבנה של מבוכים ויכולת שינוי גישה (אסטרטגיה) בתגובה לכישלון. בנוסף מראים התמנונים התנהגות מורכבת כמו למידה מהתבוננות בפרט אחר ובהשקעת זמן בהתנהגות משחק.
מאפיין נוסף, הבולט במיוחד בתמנונים הוא גוף הבנוי כמעט כולו מרקמות רכות. מאפיין זה מאפשר לתמנון גמישות ומספר דרגות חופש תנועה השואף לאין-סוף. בנוסף, מבנה הגוף של התמנון על זרועותיו הגמישות וכפתורי ההצמדה הפזורים לאורכן מאפשר ביצוע מגוון אדיר של פעולות ומניפולציות. מאידך מבנה זה יוצר אתגר אדיר למערכת השליטה והבקרה העצבית, ולמעשה מחייב פיתוח אסטרטגיות מוטוריות ומנגנונים ייחודיים על מנת לאפשר את הפעולות וההתנהגות המוטורית של התמנון.
לצד פיזיולוגיה ייחודית, כמו בעלי חיים ימיים רבים אחרים, משתמשים הראש רגליים בכימיה מגוונת למטרות צייד (ארסים) הגנה מטורפים וגורמי מחלה (ריר גוף). למעשה מהווה כימיה זו חלק חשוב ביכולת ההישרדות של התמנון ומכילה חומרים פוטנטים מאוד עם פוטנציאל יישומי מגוון.

במעבדתנו, אנו עורכים מחקר בתמנונים ודיונונים בשלושה תחומים עיקריים:

1) שימוש בראש רגלאים כמודל להבנת תהליכי למידה זיכרון והתנהגות מורכבת:
התמנון הינו חיית מודל אידאלית לביולוגיה השוואתית שיכולה לספק הבנה לגבי עקרונות ביולוגים הקשורים בתהליכים קוגניטיביים דומים שהתפתחו במערכות שונות לכאורה (מוח התמנון מול מוח היונק). המחקר מתבצע בשילוב של ניסויים התנהגותיים ושיטות מדידה אלקטרופיזיולוגיות ומולקולריות מרמת ההתנהגות אל רמת הרשת העצבית במוח.

2) מחקר ביופיזיקאלי לאפיון תכונות השרירים ומערכת השליטה המוטורית.
במחקר זה משולבות שיטות מדידה אלקטרופיזיולוגיות, אימונוהיסטוכימיה ומחקר של תהליכים ביוכימים הקשורים לפעילות השרירים.

3) חיפוש אחר מולקולות פעילות בעלות פוטנציאל יישומי מהרוק וריר הגוף של התמנון:
על ידי מיצוי הפרדה בידוד ואיפיון הפעילות של מולקולות פעילות מבעלי חיים ימיים בכלל ומהתמנון בפרט, אנו מנסים לימצוא חומרים עם פעילות שימושית לצרכי האדם. לצורך מחקר זה אנו משתמשים בכרומטוגרפיה על קולונות ומבחני פעילות מגוונים.