科學家們已經想出了如何捕捉清醒和移動的章魚的大腦活動--這是了解大腦如何控制其行為的一個突破性步驟。通過將電極和數據記錄器直接植入生物體內，科學家取得了在章魚自由活動時記錄其大腦活動的非凡成就。
這項研究於2月23日在線發表在《當代生物學》雜誌上，代表著在弄清章魚大腦如何控制其行為方面邁出了關鍵的一步，並可能為智力和認知的發生所需的共同原則提供線索。
"我們想了解大腦是如何工作的，章魚是作為與哺乳動物比較而進行研究的完美動物。"第一作者、沖繩科學與技術研究所（OIST）物理和生物組的前博士後研究員Tamar Gutnick博士說："它們有一個巨大的大腦，一個驚人的獨特身體，以及與脊椎動物完全不同的先進認知能力的發展。"
研究人員對一隻章魚的大腦活動進行了12小時的記錄。在這裡，章魚處於活躍的睡眠狀態，這個階段有顏色和紋理的快速變化，以及快速的吸盤運動。資料來源：《當代生物學》雜誌
但是測量章魚的腦電波已被證明是一個真正的技術挑戰。與脊椎動物不同，章魚是軟體動物，所以它們沒有頭骨來固定記錄設備，以防止其被移除。
古特尼克博士說："八爪魚有八隻強有力的、極其靈活的腕足，它們絕對可以到達身體的任何地方。如果我們試圖在它們身上安裝電線，它們會立即把電線扯下來，所以我們需要一種方法，把設備放在它們的皮膚下，讓它們完全接觸不到。
研究人員決定採用小型和輕型的數據記錄器作為解決方案，這些數據記錄器最初被設計用來追蹤鳥類在飛行過程中的大腦活動。研究小組對這些設備進行了調整，使其防水，但仍然足夠小，可以輕鬆地裝入章魚體內。需要在低空氣環境下工作的電池，允許長達12小時的連續記錄。
Octopus cyanea，在珊瑚礁上偽裝自己。資料來源：淺田慶樹
研究人員選擇了Octopus cyanea，更常見的是日間章魚作為他們的模型動物，因為它的尺寸較大。他們對三隻章魚進行了麻醉，並將一個記錄器植入到地幔肌肉壁的一個空洞中。然後，科學家們將電極植入章魚大腦中被稱為垂直葉和中上額葉的區域，這是最容易接近的區域。這個大腦區域被認為對視覺學習和記憶也很重要，這也是古特尼克博士特別想了解的大腦過程。
手術完成後，章魚被送回它們的觀察缸，並通過視頻監控。五分鐘後，章魚已經恢復，並在接下來的12個小時裡睡覺、吃東西和在它們的水箱裡活動，同時記錄它們的大腦活動。然後從章魚身上取下記錄器和電極，並將數據與視頻同步。
研究人員確定了幾種不同的大腦活動模式，其中一些在大小和形狀上與在哺乳動物中看到的相似，而另一些則是以前沒有描述過的非常持久、緩慢的震盪。
研究人員還不能將這些大腦活動模式與視頻中的具體行為聯繫起來。然而，這並不完全令人驚訝，Gutnick博士解釋說，因為他們並不要求動物做具體的學習任務。
"這是一個與學習和記憶有關的區域，所以為了探索這個迴路，我們真的需要對章魚做重複性的記憶任務。這是我們希望能很快做到的事情！"
研究人員還認為，這種記錄自由移動的章魚的大腦活動的方法可以用於其他章魚物種，並可以幫助解決章魚認知的許多其他領域的問題，包括它們如何學習、社交以及控制身體和腕足的運動。
麥可-庫巴教授說："這是一項非常關鍵的研究，但這只是第一步，"他在OIST物理和生物組領導該項目，現在繼續在那不勒斯費德里科二大學工作。"章魚是如此的聰明，但現在我們對它們的大腦如何工作知之甚少。這項技術意味著我們現在有能力在它們做特定任務時窺視它們的大腦。這真是令人激動。