长期以来，章鱼都是科幻作家们笔下具有触手的外星人的灵感来源。不仅仅是外形独特，章鱼触手的灵活性也给人们留下了深刻印象。研究章鱼行为和神经科学的科学家们一直怀疑，这些的触手有着自我意识。
在6月26日举行的2019年天体生物学科学大会上，华盛顿大学的科学家们提出了一个新的模型。该模型在以往对章鱼神经科学和行为的研究以及新的视频观察的基础上，首次全面地展示了章鱼的吸盘、触手和大脑之间的信息流。该研究验证了科学家们之前的发现：章鱼的吸盘可以在接收来自外周环境的信息后触发活动并与沿触手分布的相邻吸盘协同动作。之后，触手会对感觉和动作信息进行处理，并在大脑指令尚未到达之前将动作集聚集在外周神经系统。
研究者之一、西雅图华盛顿大学行为神经科学和天体生物学的研究生Dominic Sivitilli表示，与人类等脊椎动物自大脑向下的决策机制不同，章鱼表现出的是一种自下向上或者说自触手向上的决策机制。
Sivitilli的研究对象既包括世界上最大的章鱼——太平洋巨型章鱼，也包括体型小一些的东太平洋红宝石章鱼。这两种动物都生活在西雅图海岸和萨利什海附近的普吉特湾，具有类似乌鸦、鹦鹉和灵长类动物的学习和解决问题的能力。为了取悦章鱼并研究它们的运动，Sivitilli和他的同事们给了章鱼一些有趣又新颖的研究对象，比如煤渣块、有纹理的岩石、乐高玩具和里面有食物的精致迷宫。他的研究小组正在寻找一种模式，以揭示当章鱼接近一项任务或对新刺激做出反应时，它的神经系统是如何在触手之间进行分配的。他们正在寻找线索，以确定哪些动作是由大脑指挥的，哪些动作是由触手控制的。
实验中，Sivitilli用一台相机和一个电脑程序观察了章鱼探索水箱里的物体和寻找食物的过程。该程序量化了触手的运动，并同步地跟踪触手间的合作。如果所有触手的动作是同步的，则表明这些动作由大脑控制，反之，如果各个触手的动作是异步的，则提示每个触手单独做出了决策。Gire说:“仅仅通过观察触手的运动，你就可以看到这些分布神经节做出了很多小的决定。所以我们要做的第一件事就是尝试从计算的角度来分析这个运动的实际情况。”“与过去相比，我们现在关注的是，当动物做出复杂决定时，感官信息是如何整合到这个网络中的。”
研究人员最终希望利用他们的模型来了解，触手做出的决定是如何与狩猎等需要大脑下达指令的复杂行为相适应的。“我们面临的一个大问题是搞清楚分布式神经系统是如何工作的，尤其是当它试图做一些复杂的事情时，比如在液体中移动，在复杂的海底寻找食物。有关神经系统中的这些节点是如何相互连接的，还有很多悬而未决的问题。”华盛顿大学神经学家David Gire说。
章鱼的很多行为都和脊椎动物相似，不过两者的神经系统结构存在着根本上的区别。脊椎动物的中枢神经沿脊椎分布并最终在头部形成高度集中处理信息的脑。而像章鱼等头足类动物则演化出了多种神经节点，被称为神经节，遍布于全身的神经网络中。其中的一些神经节占主导地位，成为了它们的脑，但是底层的分布式结构仍然存在于章鱼的触手和整个身体中。“章鱼的触手上有绕过脑的神经环，因此可以在大脑并不知晓的情况下与其它触手交流信息。”Sivitilli说，“因此当大脑不确定触手在哪里时，触手之间却互相知晓对方的位置，这使得它们可以在爬行等运动过程中相互配合。”
章鱼全部的5亿个神经元中，有3.5亿分布在触手上。触手需要这些处理能力来管理传入的感官信息，从而移动和跟踪它们在空间中的位置。在触手中处理信息可以让章鱼更快地思考和反应，就像电脑中的并行处理器一样。
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编译：Max
审稿：三水
责编：张梦
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