דיונונים משנים את הדוגמאות שעל עורם לצורכי הסוואה, ציד או חיזור. שינויים אלה מעידים כיצד הם תופסים את סביבתם ומגיבים עליה: מערכת פשוטה ואלגנטית לחקר התנהגות
הדרך שבה אנו תופשים את העולם חבויה בתוך מוחנו, והמחשבות שלנו אינן מתורגמות ישירות להתנהגות. זה עוזר לנו מאוד בחיי היום-יום, אבל מקשה מאוד על חקר המוח. דיונונים, לעומת זאת, יכולים לשנות את המראה שלהם ישירות בהתאם לדרך שבה הם תופשים את העולם. במובן זה, הם מציגים את "מחשבותיהם" על עורם. במחקר חדש, השתמשו החוקרים בטכנולוגיות חדשניות של צילום ועיבוד וידאו וכך חשפו את אחת המערכות המורכבות ביותר של תיאום מוטורי שתועדו אי פעם – הדרך שבה דיונונים משנים את צבע עורם.
דיונונים הם רכיכות ממחלקת הסילוניות (שנקראה בעבר ראש-רגלאים, Cephalopods). מוחותיהן של סילוניות הם מהגדולים ביותר מבין חסרי-החוליות, ויש להן זיכרון מצוין לתוואי שטח ולאירועים – יכולות האופייניות בדרך-כלל ליונקים ולעופות. הדיונונים מסוגלים לשנות במהירות את מראה עורם בתגובה לסביבתם החיצונית כפי שהם תופשים אותה: הם מייצרים מגוון דוגמאות המשמשות אותם להסוואה, להטעיית טרף או לאיתותים מיניים. הדיונון אינו מאמץ תמיד מראה זהה לרקע שלו, אלא פסים, טבעות, כתמים או דוגמאות מורכבות אחרות הגורמות לו להיות בולט פחות בסביבה. על גופו של הדיונון מצויים תאי עור קטנטנים וצבעוניים הקרויים כרומטופורים (chromatophores), שהם כמו פיקסלים - הנקודות המרכיבות את התמונה על צג. הדוגמאות השונות מתקבלות באמצעות כיווץ השרירים שמסביב לכרומטופורים. כאשר השריר רפוי, לא רואים את צבעו של הכרומטופור, אך כשהוא מתכווץ, הכרומטופור גדל ורואים את צבעו. שילוב הצבעים של הכרומטופורים השונים יוצר את הדוגמה השלמה על עור הדיונון. תהליכי הכיווץ והשחרור נשלטים על-ידי תאי עצב מוטוריים רבים, המעצבבים את השרירים מסביב לכל כרומטופור.
וידאו וסטטיסטיקה
במחקר הנוכחי, הרכיבו החוקרים מערכת של 20 מצלמות וידאו שצילמו דיונונים באקווריום בקצב של 60 פריימים (צילומים) בשנייה. הצילומים החלו מעט אחרי בקיעת הדיונונים, ונמשכו עד שהם גדלו במידה משמעותית. המצלמות תיעדו אפוא את הדיונונים כאשר שחו באקווריום ושינו את צבעם בעוברם ליד רקעים שונים, כגון חצץ או תמונות שבחרו החוקרים. החוקרים פיתחו טכניקות לעיבוד וידאו שאפשרו להם לזהות עשרות אלפי כרומטופורים על גופו של כל דיונון. הם זיהו תבניות של מיקום כרומטופורים בצבעים שונים, שינוי בצבע הכרומטופור ככל שהתא מזדקן ושינויים בתבניות הכרומטופורים בעקבות גדילת גופו של הדיונון.
בהמשך, השתמשו החוקרים בכלים סטטיסטיים כדי לקבוע כיצד מתרחש הסינכרון בין פעילותם של הכרומטופורים כך שתיווצר דוגמה לאורך העור כולו, וזיהו את השרירים המעורבים בהיווצרות כל דפוס. כדי לבחון ישירות אילו שרירים שולטים בקבוצות של כרומטופורים, הפעילו החוקרים גירוי חשמלי על תאי עור בצורה שחיקתה את דפוס הגירוי הטבעי על-ידי תאי עצב, ובדקו אילו כרומטופורים מתרחבים בתגובה. ממצאי המחקר מצביעים על סידור היררכי של יחידות תאי עצב מוטוריים: יחידות תאי עצב הנחשבות לנמוכות בהיררכיה, השולטות בתבניות מקומיות פשוטות, לעומת יחידות תאי עצב הנחשבות לגבוהות בהיררכיה, השולטות בדוגמאות מורכבות הנמשכות לאורך הגוף כולו.
ממצאי המחקר יאפשרו לחוקרים לזהות את המסלולים שבהם תאי העצב שבמוח הדיונון שולטים בהסוואה. ידע זה יכול להוביל להבנה רחבה יותר של שליטה עצבית מוטורית גם ביצורים מורכבים יותר, שאצלם הקשר בין הקלט החושי לבין הפלט ההתנהגותי הוא מורכב יותר. יתרה מזו: ז'יל לורן (Laurent) ממכון מקס פלנק לחקר המוח בגרמניה, אחד המדענים המעורבים במחקר זה, סבור כי הבנת המסלולים יכולה לשמש השראה לחוקרים היוצרים רשתות עצביות ממוחשבות.