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八爪魚腳可各自行動 毋須大腦控制

2019/6/27 — 17:14

八爪魚是其中一種頗聰明的海洋生物,不僅懂得從水族館逃生,還懂得解謎。更有趣是,與大部份生物不同,八爪魚神經系統並不如其他生物般集中,而是分散至整個身軀。然而,科學家一直未清楚當中運作機制。美國研究隊伍在 2019 年天體生物學學術會議中,發表這個謎團的初步新線索。

八爪魚有三分之二神經元分佈於身軀各部份;相比之下,一般動物是由腦部運算、決策,再經中樞神經系統將神經訊號傳達至身體部份。因此,美國華盛頓大學神經科學家 David Gire 與研究隊伍想了解這種分佈神經系統運作機制,特別是找出牠們如何控制身體作出一些較複雜行為的方法。

Gire 等人集中研究北太平洋巨型八爪魚 (Enteroctopus dofleini) 與東太平洋紅八爪魚 (Octopus rubescens) 兩種八爪魚的生理結構,以解開疑問。這兩種八爪魚均擁有約 5 億個神經元,其中 3 億個分佈在八肢。牠們的神經元匯聚於不同神經節 (ganglia) ,加快神經訊息傳導。而牠們的學習和解決問題能力,相當於烏鴉、鸚鵡和大部份靈長類動物。

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北太平洋巨型八爪魚,圖片來源:維基百科

北太平洋巨型八爪魚,圖片來源:維基百科

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研究人員在魚缸中分別放入不同物品,包括不同紋理的岩石、煤炭塊、積木和迷宮玩具,從而吸引八爪魚的注意和把玩。研究人員在缸中安裝了攝影機,並利用電腦程式紀錄和觀察八爪魚行為模式。

電腦分析追蹤肢體活動,並將肢體活動改變量化,從而判斷行為是由腦部指揮的同步行為,還是肢體各自活動非同步行為。與此前研究發現一樣,八爪魚在探索魚缸物品或者覓食時,肢體都是各自運作,大腦似乎未有「指揮」。

Gire 認為,今次數據顯示八爪魚進行較複雜的活動時,牠們肢體神經感知訊息可透過網路運作指揮。而這個網路相信是連接著八爪魚八足的「神經環 (neural ring)」,讓肢體之間可以毋需經過大腦下互相溝通、交換訊息,包括肢體在空間內哪一個方位等資訊。

今次發現再顯示生物擁有不同生物神經系統,有助了解地球不同生物認知模型,包括八爪魚的「集體認知 (collective cognition) 模型 」。類似發現更有機會為科學家提供新研究方向,以了解潛在、未曾發現的外星生物認知系統運作方法。 不過,值得留意是現時研究仍未有更深入的生理學分析,未來研究或需循此方向探索,了解八爪魚神經系統的實際運作機制。

來源:
AGU, Researchers Model How Octopus Arms Make Decision, 26 June 2019
ScienceAlert, Octopus Arms Are Capable of Making Decisions Without Input From Their Brains, 26 June 2019

文/Edward Ho、審核/Alan Chiu

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