但它們大腦的解剖結(jié)構(gòu)非常特殊。哺乳動物的大腦類似于一個(gè)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(gè)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(rèn)為腕足有自己的“微型大腦”，這不僅僅是因?yàn)橥笞阒写嬖谏窠?jīng)元,，還因?yàn)橥笞阌歇?dú)立的處理能力,。舉例來說，章魚在逃離捕食者時(shí)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(xué)院的Michael Kuba及其同事通過實(shí)驗(yàn)證明,，章魚腕足的運(yùn)動并非獨(dú)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(wù)。

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(xiàng)反應(yīng)的證據(jù)來自Hanlon和JohnMessenger1988年在謝菲爾德大學(xué)進(jìn)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(jī)的方式進(jìn)行,。解剖學(xué)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(diào)色板上揮毫的藝術(shù)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(shí)驗(yàn)表明,，這些生物有三個(gè)預(yù)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(jì)90年代,，Kuba加入了希伯來大學(xué)神經(jīng)學(xué)家BenyaminHochner的實(shí)驗(yàn)室,。Hochner畢業(yè)于EricKandel實(shí)驗(yàn)室,，后者是諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)得主、研究海蛞蝓如何學(xué)習(xí)的先驅(qū),。

所有的行為都發(fā)生在兩個(gè)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(shí)際上非常擁擠。這個(gè)針尖大小的微處理器中裝配了上千種蛋白,。如果每個(gè)神經(jīng)元都是一根電線,，那么這個(gè)微處理器就要決定信號能否從這根電線傳入下一根。當(dāng)海蛞蝓吸取了教訓(xùn),，例如學(xué)會在尾部被電擊時(shí)縮回鰓,，就是因?yàn)樾碌耐挥|連接方式改變了突觸。

然而,，Kuba發(fā)現(xiàn),，章魚遠(yuǎn)不如海蛞蝓順從。因?yàn)檎卖~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(shí)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(diǎn)來源于對魷魚的研究,。1934年,，英國神經(jīng)科學(xué)家J.Z Young發(fā)現(xiàn)，魷魚的一個(gè)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(shí)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(dá)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(dǎo)時(shí)電壓的變化進(jìn)行測量。

所有這些基礎(chǔ)知識都在脊椎動物中得以闡明,，但是關(guān)于魷魚大腦信號傳遞的細(xì)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(xué)家。

20世紀(jì)90年代初,，斯坦福大學(xué)的JoshRosenthal在研究巨型魷魚運(yùn)動軸突,。但Rosenthal有新的目標(biāo)。他沒有測量軸突的電學(xué)性質(zhì),，而是想要分離軸突的一個(gè)關(guān)鍵部件：“制動”開關(guān),。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(shí)儲存在細(xì)胞核中,。為了獲得合成的配方，細(xì)胞會轉(zhuǎn)錄出mRNA,。Rosenthal想要分離這些mRNA,，并讀取合成這個(gè)通道蛋白的堿基序列。

但他遇到了一個(gè)問題,。每次他讀取鉀離子通道的堿基序列時(shí),，所得結(jié)果都有微妙的不同。這只是一個(gè)錯(cuò)誤嗎,？如果是的話,，這個(gè)錯(cuò)誤出現(xiàn)的頻率太高了。這些變化不是隨機(jī)的,，總是精確地發(fā)生在序列中的一個(gè)或多個(gè)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(xué)的PeterSeeburg當(dāng)時(shí)正在因?yàn)槿祟惔竽X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(dāng)Seeburg的論文發(fā)表時(shí),，Rosenthal回憶道,，“每個(gè)人都非常興奮?！?/p>

在人類（或小鼠）中,，編輯谷氨酸受體會改變鈣離子進(jìn)入大腦細(xì)胞的數(shù)量。在小鼠中,，失敗的編輯是致命的,，因?yàn)榇藭r(shí)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?。ㄈ缂∥s性側(cè)索硬化癥）就與其編輯能力的缺失有關(guān),。

一種名為ADAR2的酶可以對RNA進(jìn)行關(guān)鍵的編輯。而為什么進(jìn)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(gè)未解之謎,。

至于魷魚體內(nèi)的鉀離子通道，Rosenthal有一種預(yù)感,。一個(gè)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(gè)電子信號。鉀離子通道在其中起到了至關(guān)重要的作用,。在低溫中,，重置可能需要更長時(shí)間，這會使動物變得遲鈍,。RNA編輯是一種動物用于應(yīng)對溫度變化的微調(diào)方式嗎,？為驗(yàn)證自己的想法，Rosenthal花費(fèi)幾年時(shí)間,，收集了生活在熱帶,、溫帶和極地氣候的章魚。結(jié)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(xué)的極客EliEisenberg合作,，借助mRNA數(shù)據(jù)庫確認(rèn)了魷魚有多少基因進(jìn)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(guān)。

此類mRNA編輯能力對軟智力很重要嗎,？這是一個(gè)誘人的想法,。“對蛸亞綱動物來說是這樣的,，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,。”Eisenberg說。

Rosenthal說：“蛸亞綱動物編輯的蛋白與我們所知的有關(guān)學(xué)習(xí)和記憶的蛋白相同,?；蛟S是因?yàn)榫庉嬃诉@些蛋白，這些生物更加靈活和復(fù)雜,，但這并不能證明這個(gè)假說,。”

DNA中的證據(jù)

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

2015年，通過與沖繩理工學(xué)院的DanielRokhsar和OlegSimakov合作,，Ragsdale實(shí)驗(yàn)室成功地對加亞雙斑章魚進(jìn)行了基因組測序,。

結(jié)果表明，章魚有3.3萬個(gè)基因,，多于人類的2.1萬個(gè),。但是基因數(shù)量本身與大腦的能力并沒有很大聯(lián)系，因?yàn)樗橐灿写蠹s3.1萬個(gè)基因,。事實(shí)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(gòu)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(guān)的鈣粘蛋白。這些參與回路建造的蛋白一直被認(rèn)為是脊椎動物聰明的關(guān)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(gè)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(gè)鏈狀結(jié)構(gòu)由鋅離子連接,，形成一系列指狀結(jié)構(gòu)，這也是這些基因得名的原因,。這些指狀結(jié)構(gòu)與DNA纏繞成的卷結(jié)合,，以調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)大腦基因網(wǎng)絡(luò)的工作,？

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

或許人們會在進(jìn)一步研究中發(fā)現(xiàn)第四種機(jī)制。

現(xiàn)在,，世界各地的團(tuán)隊(duì)都在進(jìn)行類似的研究,。經(jīng)歷了幾十年對這個(gè)領(lǐng)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(xué)揭開,。

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