具有使用工具、解决复杂难题的能力,甚至捉弄人类开玩笑吧,章鱼非常聪明。 但它们的智力结构相当奇怪,因为八臂头足类动物进化不同来自地球上几乎所有其他类型的生物体。
与脊椎动物那样的集中神经系统不同,章鱼三分之二的神经元遍布其全身,分布在其手臂之间。 现在科学家们已经确定这些神经元可以在没有大脑输入的情况下做出决定。
“我们面临的一个大问题是分布式神经系统如何工作,特别是当它试图做一些复杂的事情时,比如穿过液体并在复杂的海底寻找食物,”华盛顿大学的神经科学家大卫·吉尔说。
“关于神经系统中的这些节点如何相互连接,还有很多悬而未决的问题。”
该研究是在活体太平洋巨型章鱼上进行的(多氏肠章鱼)和东太平洋红章鱼(冬凌章鱼),均原产于北太平洋。
这些章鱼有大约 5 亿个神经元,其中大约 3.5 亿个神经元沿着手臂,排列成称为神经节的簇。 这些有助于即时处理感官信息,使章鱼能够更快地对外部因素做出反应。
“章鱼的手臂有一个绕过大脑的神经环,因此手臂可以在大脑不知情的情况下相互发送信息,”华盛顿大学行为神经科学家多米尼克·西维蒂利 (Dominic Sivitilli) 表示。
“因此,虽然大脑不太确定手臂在太空中的位置,但手臂知道彼此的位置,这使得手臂在爬行运动等动作中能够协调。”
研究小组给头足类动物提供了各种物体,如煤渣块、有纹理的岩石、乐高积木和里面有零食的拼图迷宫,并在它们觅食时拍摄了它们。
研究人员还使用了行为跟踪和神经记录技术。 这是为了确定章鱼在觅食或探索时信息如何流经神经系统,具体取决于章鱼手臂的工作方式——要么同步,表明集中控制,要么单独工作,表明独立决策。
他们发现,当章鱼的吸盘从环境中获取感觉和运动信息时,手臂中的神经元可以处理它并发起行动。 大脑不需要做任何事情。
“你会看到这些分布式神经节做出了很多小决定,只需观察手臂的移动,所以我们要做的第一件事就是尝试从计算的角度分解该运动的实际情况,”吉雷说。
“我们所关注的,比过去所关注的更多的是,当动物做出复杂的决定时,感官信息如何整合到这个网络中。”
这与之前的研究一致,之前的研究发现章鱼的手臂不仅会觅食独立于大脑,但他们可以继续对刺激做出反应即使是从死去的动物身上切下来之后。
这太奇怪了,以至于章鱼经常被认为是最接近外星人的地球智慧生物(在一项令人难忘的提议中,甚至可能实际上是外星人)。 因此,研究它们不仅被认为有助于了解地球上的智慧,而且也许可以作为为智能外星人做好准备的一种方式——如果那一天到来。
“这是情报的另一种模型,”西维蒂利说。 “它让我们了解世界乃至宇宙认知的多样性。”
该团队的研究成果已在2019年天体生物学科学会议。