但它們大腦的解剖結構非常特殊。哺乳動物的大腦類似于一個中央處理器，能夠通過脊髓發(fā)送或接收信號。但是對于章魚來說，只有10%的大腦處于高度集中的折疊狀態(tài)，這部分大腦分為30葉，以甜甜圈狀圍繞食管分布。兩個視神經(jīng)葉占30%，剩余的60%大腦則分布在腕足中。

以腕足為例。人們認為腕足有自己的“微型大腦”，這不僅僅是因為腕足中存在神經(jīng)元，還因為腕足有獨立的處理能力。舉例來說，章魚在逃離捕食者時可能會自斷腕足，而離體后最多十分鐘內(nèi)，這條腕足還能夠繼續(xù)蠕動爬行。

直到2011年，沖繩理工學院的Michael Kuba及其同事通過實驗證明，章魚腕足的運動并非獨立于中央大腦。更確切地說，似乎是大腦給出了高級命令，八條腕足中的一條則會自主執(zhí)行任務。

然后是它們“會思考的”皮膚。仍然是大腦，主要是視神經(jīng)葉，控制著皮膚顏色的變化。這項反應的證據(jù)來自Hanlon和JohnMessenger1988年在謝菲爾德大學進行的研究。他們證明，新孵化的失明墨魚不能融入背景。

雖然它們依然能夠改變身體顏色和形態(tài)，但似乎是以一種相對隨機的方式進行。解剖學證據(jù)同樣表明，大腦下部的神經(jīng)直接與色素體周圍的肌肉相連。

就像是在調色板上揮毫的藝術家一樣，激活這里的肌肉可以將色素囊打開，將色素分散到色素體內(nèi)組成薄的色盤。但是章魚并不是在作畫。Hanlon的墨魚實驗表明，這些生物有三個預存的模式，分別是統(tǒng)一、雜色和混亂：通過部署其中的一種模式，墨魚能夠偽裝融入不同的背景。

不合作的受試者

20世紀90年代，Kuba加入了希伯來大學神經(jīng)學家BenyaminHochner的實驗室。Hochner畢業(yè)于EricKandel實驗室，后者是諾貝爾生理學或醫(yī)學獎得主、研究海蛞蝓如何學習的先驅。

所有的行為都發(fā)生在兩個神經(jīng)元的間隙，也就是突觸中。顯微鏡下，突觸可能看上去十分空曠，但這里實際上非常擁擠。這個針尖大小的微處理器中裝配了上千種蛋白。如果每個神經(jīng)元都是一根電線，那么這個微處理器就要決定信號能否從這根電線傳入下一根。當海蛞蝓吸取了教訓，例如學會在尾部被電擊時縮回鰓，就是因為新的突觸連接方式改變了突觸。

然而，Kuba發(fā)現(xiàn)，章魚遠不如海蛞蝓順從。因為章魚觸手上靈活的吸盤，他在章魚大腦中插入的任何電子探針都會被快速拔出。Kuba希望有一種能安裝在大腦表面的新型微型腦電波記錄儀，這樣這些吸盤就無法再拔除儀器，這也將開啟章魚大腦研究的新時代。

具有諷刺意味的是，脊椎動物大腦能夠發(fā)送信號的觀點來源于對魷魚的研究。1934年，英國神經(jīng)科學家J.Z Young發(fā)現(xiàn)，魷魚的一個巨大的神經(jīng)元控制著覆蓋于其神經(jīng)鞘上的肌肉的收縮，這些肌肉是眼球后方的球狀肌肉囊，同時也覆蓋在眼球上，并可以通過虹吸作用噴水。

和哺乳動物的神經(jīng)元一樣，魷魚神經(jīng)元最顯著的特征就是線狀軸突。但魷魚軸突的直徑可達1毫米，是哺乳動物軸突直徑的1000倍。如此巨大的尺寸能夠允許研究人員插入金屬電極，對神經(jīng)沖動沿軸突傳導時電壓的變化進行測量。

所有這些基礎知識都在脊椎動物中得以闡明，但是關于魷魚大腦信號傳遞的細節(jié)大部分還都不為人所知。

打破中心法則

開啟“軟智力”理解前沿的人，是另一位神經(jīng)學家。

20世紀90年代初，斯坦福大學的JoshRosenthal在研究巨型魷魚運動軸突。但Rosenthal有新的目標。他沒有測量軸突的電學性質，而是想要分離軸突的一個關鍵部件：“制動”開關。這是一種被稱為鉀離子通道的蛋白。

魷魚的神經(jīng)元可以根據(jù)其DNA中所含信息合成這種蛋白，它們會被暫時儲存在細胞核中。為了獲得合成的配方，細胞會轉錄出mRNA。Rosenthal想要分離這些mRNA，并讀取合成這個通道蛋白的堿基序列。

但他遇到了一個問題。每次他讀取鉀離子通道的堿基序列時，所得結果都有微妙的不同。這只是一個錯誤嗎？如果是的話，這個錯誤出現(xiàn)的頻率太高了。這些變化不是隨機的，總是精確地發(fā)生在序列中的一個或多個位置。而且，不變的是，堿基對A總是會變成G。

Rosenthal不知道的是，海德堡大學的PeterSeeburg當時正在因為人類大腦中谷氨酸受體蛋白的堿基序列中類似的小故障而苦苦思考。1991年，當Seeburg的論文發(fā)表時，Rosenthal回憶道，“每個人都非常興奮。”

在人類（或小鼠）中，編輯谷氨酸受體會改變鈣離子進入大腦細胞的數(shù)量。在小鼠中，失敗的編輯是致命的，因為此時流入的鈣離子水平對小鼠有毒。也有證據(jù)表明，人類的神經(jīng)退行性疾病（如肌萎縮性側索硬化癥）就與其編輯能力的缺失有關。

一種名為ADAR2的酶可以對RNA進行關鍵的編輯。而為什么進化沒有提前一步，在DNA序列中“修正”谷氨酸受體的堿基序列仍然是個未解之謎。

至于魷魚體內(nèi)的鉀離子通道，Rosenthal有一種預感。一個電子信號通過神經(jīng)元后，神經(jīng)元需要重置以接收下一個電子信號。鉀離子通道在其中起到了至關重要的作用。在低溫中，重置可能需要更長時間，這會使動物變得遲鈍。RNA編輯是一種動物用于應對溫度變化的微調方式嗎？為驗證自己的想法，Rosenthal花費幾年時間，收集了生活在熱帶、溫帶和極地氣候的章魚。結果如他所料，在生活在極地的章魚體內(nèi)，鉀離子通道的編輯最活躍。

鉀離子通道只是冰山一角。Rosenthal與特拉維夫大學的極客EliEisenberg合作，借助mRNA數(shù)據(jù)庫確認了魷魚有多少基因進行過這樣的編輯。在人類中，這種編輯是罕見的，僅限于少量大腦蛋白基因序列。而在魷魚中，大部分大腦蛋白基因的序列都會被編輯。其中的很多基因都與突觸間隙中發(fā)現(xiàn)的蛋白有關。

此類mRNA編輯能力對軟智力很重要嗎？這是一個誘人的想法?！皩︱賮喚V動物來說是這樣的，但是對它們蠢笨的近親鸚鵡螺來說，則并非如此。鸚鵡螺就像其他軟體動物一樣，并沒有軟智力?！盓isenberg說。

Rosenthal說：“蛸亞綱動物編輯的蛋白與我們所知的有關學習和記憶的蛋白相同?；蛟S是因為編輯了這些蛋白，這些生物更加靈活和復雜，但這并不能證明這個假說?！?/p>

DNA中的證據(jù)

在芝加哥，另一位章魚神經(jīng)學家Cliff Ragsdale也把他的注意力轉向了章魚的DNA。

2015年，通過與沖繩理工學院的DanielRokhsar和OlegSimakov合作，Ragsdale實驗室成功地對加亞雙斑章魚進行了基因組測序。

結果表明，章魚有3.3萬個基因，多于人類的2.1萬個。但是基因數(shù)量本身與大腦的能力并沒有很大聯(lián)系，因為水蚤也有大約3.1萬個基因。事實上，章魚的大多數(shù)基因與他們的近親帽貝（一種海螺）并沒有很大區(qū)別。不同基因中的一組被稱為原鈣粘蛋白。這組蛋白參與了大腦環(huán)路的構建，它們允許正確的神經(jīng)元相互連接。帽貝和牡蠣有17至25種原鈣粘蛋白，脊椎動物有70種原鈣粘蛋白，以及至少一百種相關的鈣粘蛋白。這些參與回路建造的蛋白一直被認為是脊椎動物聰明的關鍵。

令人震驚的是，章魚的體內(nèi)含有168種原鈣粘蛋白。

章魚基因組中另一個引人注目的地方在于一組名為“鋅指”的基因。這組基因編碼的蛋白中的一個鏈狀結構由鋅離子連接，形成一系列指狀結構，這也是這些基因得名的原因。這些指狀結構與DNA纏繞成的卷結合，以調節(jié)基因的轉錄。

帽貝有約413種鋅指，人類有764種，而章魚有1790種！或許章魚體內(nèi)豐富的鋅指參與了調節(jié)大腦基因網(wǎng)絡的工作？

迄今為止，人類已經(jīng)揭示了章魚大腦復雜性的三大線索：章魚參與環(huán)路構建的原鈣粘蛋白和參與網(wǎng)絡調節(jié)的鋅指基因數(shù)量倍增，此外，還通過RNA編輯在轉錄中增加更多的復雜性。

或許人們會在進一步研究中發(fā)現(xiàn)第四種機制。

現(xiàn)在，世界各地的團隊都在進行類似的研究。經(jīng)歷了幾十年對這個領域的又愛又怕后，軟智力的神秘面紗可能很快就會被硬科學揭開。

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