具備使用工具、解決複雜難題的能力,甚至捉弄人類開玩笑吧,章魚非常聰明。 但它們的智力結構相當奇怪,因為八臂頭足類動物進化不同來自地球上幾乎所有其他類型的生物。
與脊椎動物那樣的集中神經系統不同,章魚三分之二的神經元遍布其全身,分佈在其手臂之間。 現在科學家已經確定這些神經元可以在沒有大腦輸入的情況下做出決定。
“我們面臨的一個大問題是分佈式神經系統如何工作,特別是當它試圖做一些複雜的事情時,比如穿過液體並在復雜的海底尋找食物,”華盛頓大學的神經科學家大衛吉爾說。
“關於神經系統中的這些節點如何相互連接,還有很多懸而未決的問題。”
研究是在活體太平洋巨型章魚上進行的(多氏腸章魚)和東太平洋紅章魚(冬凌章魚),均原產於北太平洋。
這些章魚有大約 5 億個神經元,其中大約 3.5 億個神經元沿著手臂,排列成稱為神經節的簇。 這些有助於即時處理感官訊息,使章魚能夠更快地對外部因素做出反應。
「章魚的手臂有一個繞過大腦的神經環,因此手臂可以在大腦不知情的情況下相互發送訊息,」華盛頓大學行為神經科學家多明尼克‧西維蒂利 (Dominic Sivitilli) 表示。
“因此,雖然大腦不太確定手臂在太空中的位置,但手臂知道彼此的位置,這使得手臂在爬行運動等動作中能夠協調。”
研究小組為頭足類動物提供了各種物體,如煤渣塊、有紋理的岩石、樂高積木和里面有零食的拼圖迷宮,並在它們覓食時拍攝了它們。
研究人員還使用了行為追蹤和神經記錄技術。 這是為了確定章魚在覓食或探索時資訊如何流經神經系統,取決於章魚手臂的工作方式——要么同步,表明集中控制,要么單獨工作,表明獨立決策。
他們發現,當章魚的吸盤從環境中獲取感覺和運動訊息時,手臂中的神經元可以處理它並發起行動。 大腦不需要做任何事。
“你會看到這些分佈式神經節做出了很多小決定,只需觀察手臂的移動,所以我們要做的第一件事就是嘗試從計算的角度分解該運動的實際情況,”吉雷說。
“我們所關注的,比過去所關注的更多的是,當動物做出複雜的決定時,感官信息如何整合到這個網絡中。”
這與先前的研究一致,先前的研究發現章魚的手臂不僅會覓食獨立於大腦,但他們可以繼續對刺激做出反應即使是從死去的動物身上切下來之後。
這太奇怪了,以至於章魚經常被認為是最接近外星人的地球智慧生物(在一項令人難忘的提議中,甚至可能其實是外星人)。 因此,研究它們不僅被認為有助於了解地球上的智慧,而且也許可以作為為智慧外星人做好準備的一種方式——如果那一天到來。
“這是情報的另一種模型,”西維蒂利說。 “它讓我們了解世界乃至宇宙認知的多樣性。”
該團隊的研究成果已在2019年天體生物學科學會議。