我们勇敢地逐个细胞地绘制了章鱼大脑视叶的图谱，揭示了其视觉系统与我们的视觉系统有着显着的相似之处和不同之处。
这些相似之处特别有趣，因为它们说明了趋同进化看似巧合的本质。
人类和章鱼在 5 亿年前从共同的祖先中分化出来，但我们各自的视觉系统为解决相同问题而进化的方式却是不可思议的。例如，尽管我们的形态、生活方式和栖息地不同，但脊椎动物和章鱼独立地进化出了瞳孔和将光线引导到视网膜上的晶状体。
软体头足类动物——鱿鱼、章鱼和墨鱼——拥有所有无脊椎动物中最大的大脑，其中三分之二的中央处理组织专门用于视觉。
正如您对整个房间所期望的那样，这些海洋生物即使在黑暗中也拥有非常好的视力。章鱼的皮肤，使其真皮能够“看到”周围环境的细节并相应地进行伪装。
俄勒冈大学研究人员目前的研究首次全面绘制了章鱼视觉系统的图谱。它需要对在解剖两个幼年动物时收集的 26,000 多个细胞进行分析。加州两点（双斑章鱼）章鱼。
尽管这些年轻章鱼的大脑功能齐全，但它们似乎正处于成长过程中。事实上，分布在整个视叶的近三分之一的神经元看起来似乎仍在发育。
当研究人员对头足类细胞进行测序时，他们发现了四个主要群体，每个群体都释放不同的化学信号——一些释放多巴胺，一些释放乙酰胆碱，一些释放谷氨酸，还有一些同时发出多巴胺和谷氨酸信号。
这些神经递质也存在于脊椎动物的大脑中，就像我们自己的大脑一样，但头足类动物的大脑中有几个较小的神经元簇，它们表达独特的化学物质。
例如，人们发现视叶周围的一圈细胞会产生章鱼胺，这是一种与我们体内一种叫做去甲肾上腺素的激素密切相关的神经递质。
章鱼胺对章鱼的确切作用是一个谜，需要更多的研究来解决。然而，众所周知，当果蝇飞行时，它的大脑中会很活跃，并且对于许多其他无脊椎动物来说，它对于使身体和神经系统做好行动准备的相关功能也很重要。
这张新的章鱼大脑图谱可以帮助未来的努力。研究人员发现了章鱼特有的几种遗传转录因子和信号分子，它们可能以某种方式帮助塑造神经发育。
进一步的研究可以删除或抑制这些因素，以找出它们在头足类动物大脑中可能发挥的作用。
“我们在这里展示的图集为此类研究提供了路线图，更广泛地说，为破解头足类视觉系统的功能、发育和进化逻辑提供了一条前进的道路，”作者写。
与脊椎动物类似，章鱼的视觉系统也是分层结构的，但与我们的视觉系统不同。头足类大脑中细胞类型的多样性及其组织方式有着根本的不同。
“在明显的水平上，神经元不会相互映射——它们使用不同的神经递质，”解释俄勒冈大学生物学家克里斯·尼尔。
“但也许他们正在进行相同类型的计算，只是以不同的方式。”
最大的问题之一是头足类动物的视觉系统是如何发育的。章鱼花费数年时间培育出巨大的大脑，但来自视网膜的信息如何帮助指导这种生长呢？
在脊椎动物中，视网膜中的光感受器并不直接连接到大脑。相反，它们将信息传递给其他神经元。但在头足类动物中，光感受器直接连接到大脑的视叶。
未来的工作需要探索这些直接信息如何影响未成熟神经元的发育，以及如此多的未成熟神经元最终如何整合到成熟的视觉系统中。
尼尔和他的同事现在正在继续他们的工作，绘制章鱼大脑剩余三分之一的地图。
该研究发表于现代生物学。
