大家 好 我 是 梁希同
现在 在 德国 的 马普 所 工作
首先 非常 感谢 一 席 的 邀请
很 遗憾 由于 德国 疫情 的 原因
我 暂时 无法 回国 到 现场 和 大家 见面
我 所在 的 是 德国 马普 所在 法兰克福 的 脑 研究 分所
在 这里 我们 研究 大脑 的 功能
但 不仅 限于 人类 的 大脑
今天 和 大家 分享 一下 我 研究 的 神奇 生物 乌贼
每当 我 跟 人 说 起 我 研究 乌贼 的 时候
大家 首先 会 问
好吃 吗
和 我们 平常 吃 的 章鱼 鱿鱼 都 有 什么 区别
章鱼 和 乌贼 都 属于 软体 动物 里 的 头 足 类
它们 叫 这个 名字 是 因为 它们 的 腿 都 长 在 头 上
那 我们 怎么 区分 它们 呢
我们 可以 根据 它 有 多少 条 腿 来 区分
首先 这 就 是 章鱼
大家 看 它 一共 有 8 条 腿
章鱼 它们 平时 喜欢 独居
生活 在 浅海 的 海底
而 这 是 乌贼
大家 看
它 除了 有 8 条 差不多 一样 长 的 腿 之外
它 还 有 两 条 特别 长 的
叫做 触手
这 两 条 长 触手 平时 是 可以 卷 起来
收 在 它们 口袋 里 的
所以 你 不 一定 能 看到 它们
但是 它们 在 捕食 的 时候
可以 快速 地 弹射 出来 抓住 远处 的 猎物
像 这样
我们 常见 的 墨鱼 鱿鱼 都 属于 乌贼
其中 的 墨鱼 它 和 章鱼 一样
是 独居 动物
生活 在 浅海 的 海底
也 就 是 珊瑚礁
生活 环境 比较 丰富 复杂 一些
它们 像 鱼 一样 成群结队 地 在 范范 的 大海 里 游泳
但 它们 游泳 的 方向 和 鱼 是 反 的
它们 是 通过 向 后 喷水 的 方式 倒退 着 游
为什么 我们 要 强调 它们 生活 环境 不同 呢
这 和 我们 今天 的 主题 有关
在 后面 我们 还 会 再 提到 这个 问题
但是 无论是 章鱼 墨鱼 还是 鱿鱼
它们 都 是 凶猛 的 捕食 者
它们 会 捕食 一切 比 它们 小 的 鱼 虾 蟹 贝
它们 的 一生 都 过 着 快 节奏 的 生活
吃 的 多 长 得 快 寿命 短
常见 的 章鱼 和 乌贼 寿命 只有 一 年 左右
所以 需要 在 短短 的 几 个 月 里 快速 地 长大
世界 上 最 大 的 大王 乌贼
也 只 需要 一 两 年 的 时间
就 可以 长 到 一 辆 公共 汽车 那么 长
它 的 生长 速度 可以 说 是 相当 惊人 的
但 我 觉得 章鱼 和 乌贼 最 神奇 的 地方 是
它们 有 一 个 共同 的 技能
就 是 它们 会 变色
这 只 原本 是 黑色 的 章鱼
它 可以 瞬间 地 变色
天衣无缝 地 和 它 背后 的 珊瑚礁 融为 一体
而且 更 神奇 的 是
这样 的 变色 能力 可以 让 同 一 只 动物
在 不同 的 环境 里 变成 不同 的 样子
这里 的 每 一 张 图片 里 都 藏 着 一 只 章鱼
大家 能 找到 它 在 哪里 吗
我 想 即使 我 标 出 它们 所在 的 位置
你 也 很 难 把 它 和 背景 环境 区分 开来
像 这 种 以 万变 应 万变 的 技能
使得 它们 尤其 能够 适应 这 种 丰富多彩 的 珊瑚礁 环境
同样 生活 在 这样 的 环境 里 的
像 是 墨鱼
也 是 变色 的 高手
再 来 考验 一下 大家 的 眼力
你们 能 找到 它 在 哪里 吗
它们 在 这里
但是 我 想 你们 也 很 难 区分 它们 和 环境 的 区别
乌贼 的 快速 变色 能力
除了 用来 隐藏 自己 以外
还 可以 通过 在 身上 播放 动画 表情 来 和 同类 交流
比如说 作为 爱情 的 信号
雄性 和 雌性 会 变 出 不同 的 图案
现在 上面 这 只有 鲜艳 斑马 花纹 的 是 雄性 的 图案
而 下面 比较 斑驳 的 是 雌性 的 图案
当 它们 在 约会 的 时候
如果 出现 第三者
另外 一 只 有 鲜艳 斑马 花纹 的 雄性
一 场 恶战 就 在所难免
但是 有时候 你 会 看到
像 中间 这 只 乌贼 那样
看起来 好像 是 人格 分裂 了
它 的 左边 身体 变 出 了 代表 雄性 气质 的 鲜艳 斑马 纹
这 是 为了 给 左边 的 雌性 看 的
但 同时 它 的 右 半边 身体 伪装 成 雌性 的 花纹
这样 就 可以 使得 在 右边 远处 观望 的 雄性
以为 它 是 一 个 雌性
就 不 会 来 跟 它 打架 了
除了 和 同类 交流 之外
乌贼 还 会 在 捕猎 的 时候 给 猎物 播放 高速 频 闪动 画
来 把 猎物 炫晕
大家 看 这 只 乌贼
在 抓 一 只 螃蟹
它们 还 会 通过 变色 来 恐吓 敌人
这里 它 原本 试图 模仿 背景 里 黑白 的 人造 的 背景
但是 当 我 的 同事 向 它 招手 的 时候
它 会 突然 先 是 变 白
然后 再 朝着 手 的 那 一 侧 变 出 一 个 黑色 的 眼 点
这个 眼 点 就 像 很多 蝴蝶 翅膀 上 的 眼睛 一样
都 是 用来 吓人 的
乌贼 和 章鱼 是 怎么 做到 控制 皮肤 瞬间 变色 的 呢
这 就 是 我 正在 研究 的 内容
为什么 我们 想 研究 章鱼 和 乌贼
这个 世界 上 已 知 大概 有 150万 种 动物
各自 生活 在 各种各样 的 环境 里
有 着 干奇百怪 的 样子 和 生活 方式
在 如此 庞大 的 生物 多样性 里
其中 无脊椎 动物 占 了 96% 的 种类
但是 目前 绝大部分 的 生物学 研究
都 集中 于 以 人类 为 中心 的 脊椎 动物
特别 是 哺乳 动物 里
而 这 仅仅 代表 世界 上 干分之三 的 动物 物种
而 无脊椎 动物 中
被 研究 的 稍微 比较 多 的 是 果蝇
这 代表 着 物种 最 多 的 那个 类群 昆虫
仅 次于 昆虫 的 第二 大 类群 就 是 软体 动物
而 与 之 相关 的 研究 却 很 少 很 少
我们 研究 的 章鱼 和 乌贼 就 属于 这 一 类
我们 想 研究 章鱼 和 乌贼
是 因为 从 它们 的 大脑 和 它们 的 行为 的 复杂 程度 来 看
它们 无疑 是 最 聪明 的 无脊椎 动物
它们 所 拥有 的 脑细胞 和 小 猫 差不多
它们 大脑 占 身体 的 比重 接近 于 人类
它们 会 学习 新 的 技能
会 记住 在 迷宫 里 走过 的 路径
会 使用 工具
如果 你 把 章鱼 关 在 一 个 罐子 里
它 会 很 快 地 找到 办法 从 里面 把 这个 罐子 旋 开
而且 它 不但 可以 像 这样 通过 自己 探索 来 进行 学习
它 还 可以 通过 观察 同类 进行 学习
这 个 照片 里 正在 和 一 个 罐子 里 的 章鱼
抢夺 一 面 镜子 的 人 叫 Graziano
这 是 两 年 前 他 为 我们 上课 的 时候 的 照片
在 大概 30 年 前 他 做 过 一 个 实验
他 现在 教 章鱼 说 这个 蓝色 的 球 代表 有 食物
白色 的 球 就 代表 没有 食物
章鱼 试 过 几 次 之后 它 就 学会 了 这个 规则
只要 蓝色 球 出现 的 时候 它 就 游 过去 吃
更 神奇 的 是
与此同时 在 隔壁 水缸 的 另外 一 只 章鱼
它 仅仅 隔 着 玻璃 观察 到 这个 场景
它 也 理解 了 这个 规则
这 就 说明 章鱼 的 智力 水平
不仅仅 能 通过 自身 体会 来 学习
还 可以 通过 观察 同类 进行 学习
这 种 可以 理解 同类 并且 从中 学 到 规则 的 能力
也 是 我们 人类 构建 社会 和 文化 的 一 个 基础
无论是 果蝇 还是 章鱼
它们 和 人 大概 在 6亿 年 前 就 已经 分开 了
那时 我们 的 共同 祖先 是 没有 脑 的 蠕虫
6亿 年 的 时光
脑 的 进化 沿着 这 三 条 不同 的 道路 各自 发展 到 了 极致
所以 通过 比较 这 三 种 动物 截然不同 的 三 种 大脑
我们 就 可以 了解 复杂 的 大脑 是 如何 进化 出来 的
我们 还 可以 了解 除了 人脑 之外
还 有 什么样 的 结构 可以 产生 智能
比较 这 三 种 截然不同 的 大脑
我们 可能 会 发现 它们 可能 会 采用
完全 一样 的 方式 来 实现 同 一 个 功能
比如说 实现 生物钟
我 博士 期间 研究 的 是 果蝇 的 生物钟
如何 控制 它们 每 天 的 作息 规律
这 一 类 其实 是 属于 神经 细胞 最 底 层 的 架构
是 在 6亿 年 前 的 蠕虫 祖先 就 已经 有 的
人们 最 先 在 果蝇 里 发现 了 控制 生物钟 的 基因
后来 我们 发现
包括 人 在内 的 所有 的 动物 都 用 这些 基因 控制 生物钟
而 比较 这 三 种 截然不同 的 大脑
我们 可能 会 发现 另外 一 种 情况 是
它们 会 采用 不 一样 的 方式 来 实现 同 一 个 功能
比如说 实现 视觉
章鱼 和 人 的 共同 祖先 还 没有 进化 出 眼睛
它们 俩 在 没有 互相 借鉴 的 情况 下
各自 从 零 开始 发明 出 了 眼睛
如果 你 对比 它们 眼睛 的 结构 我们 会 发现
章鱼 和 人类 眼睛 的 解 部 结构
和 它 呈现 的 物理 原理 几乎 是 一模一样 的
但 如果 你 再 仔细 看 你 会 发现
其实 它 的 感光 细胞 和 感光 细胞 背后 的
视神经 纤维 连接 到 大脑 的 走向
在 人 和 章鱼 里 其实 是 相反 的
这 就 说明 它们 其实 是 通过 不同 的 途径
来 构建 起 这样 相似 的 眼睛 结构 的
所以 章鱼 和 人 的 眼睛 结构 的 殊途同归
就 说明 这样 的 结构 和 原理 可能 是 目前 为止
生物 进化 发现 的 用来 实现 视觉 的 最 优 解
但 与此同时
要 实现 这 一 功能 可能 也 不 只有 一 个 最 优 解
比如说 果蝇 就 采用 不同 的 方式 来 构造 眼睛
果蝇 的 复眼 会 给 每 一 组 感光 细胞 都 装 上 一 个 透镜
相比 于 人 和 章鱼
果蝇 的 眼睛 的 分辨率 就 会 比较 低
但 它 灵敏度 会 更 高
它 的 视野 也 更 广阔
这 可能 也 是 更 符合 果蝇 需求 的 一 种 设计 思路
所以 说 在 有些 情况 下
实现 同 一 种 功能
不同 的 生物 可能 会 采用 不同 的 方式
我们 称 之 为 趋同 演化
我们 比较 这 三 种 不同 的 大脑
我们 可能 还 会 遇到 第三 种 情况
就 是 它们 可能 各自 会 有 一些 别人 没有 的 功能
比如说 章鱼 的 变色 能力
在 开始 研究 章鱼 和 乌贼 之前
我 曾 养 过 一 只 变色龙
但 当 我 看到 章鱼 和 乌贼 变色 的 时候 我 才 发现
变色龙 变色 能力 和 它们 比 起来 简直 弱爆 了
所以 我 决定 要 研究 章鱼 和 乌贼 变色 的 能力
目前 我们 实验室 还 没有 办法 大 规模 地 养 章鱼
所以 我们 研究 同样 善于 变色 的 一 种 墨鱼
叫做 欧洲 普通 乌贼
我们 实验室 用 的 乌贼 是 从 哪里 来 的 呢
我们 请 渔民 在 大海 里 收集 它们 的 卵
这些 卵 大概 直径 有 一 厘米
在 实验室 里 发育 一 个 月 之后
你 就 可以 透过 透明 的 软 壳 看到
还 未 出生 的 乌贼 宝宝 在 里面 翻滚
出生 之后 还 不足 一 厘米 的 乌贼 宝宝 就 会 变色 了
但 其实 乌贼 也 很 难 养
它 一言不合 就 会 朝 你 喷 水 朝 你 吐 墨
它们 只 吃 活 的 虾
而且 吃 的 特别 多
疫情 期间 我们 为了 持续 供应 它们 吃 活 虾
我们 也 是 大 下 血本
所以 不 要 再 问 我 它们 好 不 好吃 了
我 实在 舍 不 得 吃 它们
好不容易 养大 的
它们 吃 的 多
长 得 也 快
出生 一 个 月 之后 可以 长大 5 倍
再 过 5 个 月 还 可以 再 长大 5 倍
而且 它们 因为 会 变色 来 隐藏 自己
所以 其实 我们 一直 无法 确切 地 知道
我们 到底 养 了 多少 只
因为 总 有 几 只 藏 得 太 好
我们 根本 就 找 不 到 它们
我们 实验 进行 得 顺 不 顺利
其实 得 看 乌贼 的 心情
如果 它们 心情 好
配合 我们 工作 的话
我们 会 给 乌贼 看 不同 的 环境 的 照片
看 它 如何 改变 自己 身体 的 整个 颜色 图案
来 隐蔽 在 这 个 环境 里
比如说 给 它 看 一 张 沙滩 的 照片
它 就 会 在 身体 上 显示 出 像 沙子 一样 的 纹理
如果 你 还 没有 找到 它 在 哪里 的话
它 在 图片 的 右下角
而 如果 你 给 它 看 一 张 有 很多 鹅卵石 的 照片
它 就 会 在 身上 变 出 像 鹅卵石 一样 的 图案
但是 如果 背景 里 的 鹅卵石 比 它 自己 还 要 大
它 就 会 把 自己 变成 一 块 光滑 的 鹅卵石
但 其实 我们 在 实验室 里
为了 想要 观察 到 乌贼 变色 的 那个 瞬间
其实 我们 也 是 失败 了 好多 年 才 找到 办法 的
我们 一开始 是 每 次 要 做 实验 的 时候
才 把 乌贼 请 到 一 个 专门 用来 录像 的 小 水缸 里
但 可能 它 觉得 这个 小 水缸 的 环境 太 过于 陌生 了
它 没有 安全感
所以 它 不 愿意 在 这 里面 变色
于是 后来 我们 专门 建 了 一 个 有 水循环 系统 的 大 水缸
让 它们 可以 在 里面 生活
等到 它 把 这里 当成 自己 的 家 之后
它 就 愿意 在 这个 大 水缸 里 变色 了
同时 这个 水缸 上方 我们 安装 了
由 25 个 高清 摄像头 组成 的 相机 阵列
这些 相机 是 安装 在 一 个 电动 轨道 上 的
所以 乌贼 如果 在 它 家 里面 游来游去 的话
我们 的 相机 是 可以 追 着 它 跑 的
为了 诱导 乌贼 变色
我们 会 试图 去 改变 它 这个 水缸 里 的 环境
看看 乌贼 会 不 会 通过 变色 来 模拟 新 的 环境
我们 一开始 是 想 用 投影仪
从 下方 把 图像 投影 到 水缸 的 底部
但 乌贼 好像 觉得 这个 光 应该 从 天上 来
而 不 应该 从 脚底 下来
所以 它 就 识破 了 我们 的 计
就 不 愿意 变色 了
后来 我们 只 能 把 不同 的 照片 印 在 布 上
然后 把 这个 布 铺 到 水缸 的 底部
这样 我们 可以 通过 一 个 滚轴
然后 像 切换 舞台 布景 一样 改变 水缸 底部 的 图案
终于 这样 乌贼 肯 配合 我们 变色 了
这 是 我们 一 个 实验 中 记录 到 乌贼 变色 的 过程
当 我们 把 布景 换 到 一 个 沙滩 的 背景 的 时候
你 看 它们 会 在 身上 变 出 沙子 一样 的 纹理
好不容易 乌贼 肯 变色 了
我们 又 遇到 了 另外 一 个 问题
就 是 怎么 把 乌贼 从 录像 里面 找 出来
乌贼 变色 本来 就 是 为了 隐蔽 在 环境 里
所以 其实 很 难 找到 它们
我们 训练 了 好几 个 AI 来 从 录像 里 识别 乌贼
但 乌贼 实在 是 没有 固定 的 样子
它 一 天 一 个 样
你 给 它 看 不同 的 背景
它 总 能 变 出 一些 新 花样
今天 训练 好 的 AI
到 明天 可能 就 认 不 出 明天 的 同 一 只 乌贼 了
最后 我们 找到 了 Facebook 目前 最 先进 的 图像 识别 Al 席
然后 专门 教 它 认 乌贼
终于 这 个 AI 表现 还 可以
准确率 可以 达到 95% 左右
但 接下来 的 问题 就 是
每 只 乌贼 的 相貌 都 干变万化 的
我们 要 怎么 追踪 它 的 变化
我们 怎么样 比较 它 在 不同 时候 不同 的 模样 呢
所以 我们 还是 把 这 个 问题 交给 AI
让 AI 来 给 乌贼 的 外貌 打 一 个 分
所以 图 右边 展示 的 是 我们 的 AI
认为 的 三 个 最 重要 的 打分 维度
然后 我们 看
当 乌贼 变色 的 时候
AI 的 打分 在 这 三 个 维度 里 会 发生 什么样 的 变化
在 左边 的 录像 里 乌贼 它 变 出 了 一 个 白色 方格
然后 又 消失
同时 你 可以 看到 右边 的 打分 轨迹
它 绕 了 一 圈 又 回到 了 原点
但是 它 去 和 回 走 的 不 是 同 一 条 路
这 就 说明 这个 白色 方格 它 消失 的 过程
不 是 简单 地 把 它 出现 的 过程 倒 带 回放 一下 就 可以 了
它 需要 走 一 条 不同 而且 更加 崎岖 的 路径
通过 这样 的 轨迹 分析
我们 可以 发现 很多 人 眼 看 不 出来 的 细节
比如说 在 这里 你 可以 看到
乌贼 可以 从 图案 1 变 到 图案 2
也 可以 从 图案 1 直接 变到 图案 3
但是
有时候 你 会 发现 乌贼
一 开始 它 是 奔 着 图案 2 的 方向 变 去
然后 在 中途 它 会 突然 改变 主意
然后 转弯 直接 变到 图案 3 去 了
但是 相反 的
如果 它 是 从 图案 3 出发 的话
它 一 开始 也 可以 直接 变 到 图案 1 或者 变 到 图案 2
但是 如果 它 一 开始 是 先 朝着 图案 2 的 方向 变 去 的话
快 到 的 时候 它 突然 要 改变 主意
想 变 去 图案 1
这 时候 它 就 不 能 直接 变 过去 了
它 必须 先 掉头 回到 图案 3
然后 才 能 变到 图案 1
这 就 说明 乌贼 的 变色 其实 是 有 一些 限制 的
不 是 它 想 怎么 变 就 怎么 变
它 会 沿着 一些 比较 固定 的 路径
这 也 就 向 我们 暗示 了
其实 控制 它 形成 不同 图案 背后 的 机制
可能 不 会 是 极其 极其 复杂 的
我们 在 有生之年 或许 还 有望 解答 其中 的 奥秘
它 是 怎么 在 皮肤 上 形成 这些 图案 的 呢
如果 你 把 乌贼 的 皮肤 放大 再 放大
你 可以 看到 它 上面 有 很多 很多 的 小 点
每 个 点 是 可以 随意 变 大 变 小 的 色素 细胞
这 是 放大 后 的 乌贼 的 后背
你 可以 看到 它 中间 的 区域 比 周围 的 区域 要 白 一些
而且 你 可以 看到 明显 的 黑白 的 分界线
这 是 因为 中间 的 色素 细胞
会 比 周围 的 色素 细胞 要 小 一些
但是 当 中间 的 这些 色素 细胞
如果 它们 突然 都 变大 了 的话
你 会 看到 中间 那个 白色 区域 就 消失 了
所以 乌贼 的 皮肤 它 就 像 一 个 覆盖 全身 的 显示器
而 每 一 个 色素 细胞
就 相当于 这个 显示器 上 的 一 个 像素 点
它 身上 色素 细胞 的 密度 可以 达到 非常 的 高
它 的 像素 分辩 率 可以 超过 市面 上 所有 的 电视 屏幕
甚至 高于 iPhone 所谓 的 视网膜 屏幕
所以 我们 的 肉眼 其实 是 看 不 到 每 一 个 色素 细胞 的
只 能 看到 由 它们 组成 的 连续 的 图案
而且 这些 色素 细胞 还 会 有 不同 的 颜色
所以 它们 形成 的 图案 也 会 有 不同 的 颜色
那么 它 这些 色素 细胞 为什么 可以 随意 地 变 大 变 小 呢
那 是 因为 每 一 个 色素 细胞 周围
都 被 一 圈 辐射 状 的 肌肉 纤维 所 连接
所以 当 这些 辐射 状 的 肌肉 纤维 收缩 的 时候
它 的 色素 细胞 就 会 变 大
而 乌贼 的 大脑 就 可以 通过 控制 这些 肌肉 纤维
来 精确 地 控制 每 一 个 色素 细胞 的 大小
成年 的 乌贼 体表 可以 有
几十 上百万 个 这样 的 色素 细胞
它 的 大脑 是 如何 同时 控制 上百万 个 色素 细胞 的 呢
想象 一下
如果 你 要 同时 控制 一百万 根 手指
它们 的 大脑 为什么 不 会 忙 死 呢
所以 为了 想要 知道 它 是 怎么 做到 的
我们 去 测量 它 皮肤 上 每 一 个 色素 细胞 大小 的 变化
这个 测量 的 困难 之 处 在于 乌贼 它 不 是 固定 不 动 的
它 会 游来游去
它 会 呼吸
它 的 身体 其实 也 是 软 的
所以 它 可以 随意 地 扭曲 变形
所以 我们 的 录像 需要 经过
一 系列 复杂 的 计算机 视觉 的 算法
才 能 把 每 一 个 色素 细胞 的 大小 都 读取 出来
然后 通过 整合 好几 个 相机 的 图像
我们 现在 可以 同步 地 追踪 一 整 只 动物
身上 几十万 个 色素 细胞 大小 的 变化
然后 通过 分析 这 几十万 个 色素 细胞
我们 发现 乌贼 变色 的 过程 一般 其实 不 是 匀速 的
它 是 走 一 步 停 一 步 走 一 步 停 一 步
比如说 它 的 这个 变化 过程 就 是 要 分成 五 步 来 走
而 每 一 步 会 有 不同 几 群 色素 细胞 发生 变化
所以 在 这个 过程 中 大脑 就 是 要 在
不同 的 时刻 给 不同 组 的 色素 细胞 发出 命令
那么 它们 大脑 是 怎么 做 的 呢
为此 我们 试图 潜入 乌贼 的 大脑
首先 我们 找到 了 控制 色素 细胞 变 大 变 小 的
这些 运动 神经元
它们 主要 集中 在 乌贼 大脑 后侧 的 这个 区域
然后 我们 试图 去 记录 这些 运动 神经元 的 活动
历史 上 有 不少 人 尝试 过 都 没有 成功
在 我 加入 实验室 之前
曾经 有 一 位 师姐 在 这个 问题 上 研究 了 两 年 而 一无所获 席
正 准确 辞职
走 之前 她 曾经 隐嗨 地 劝 我 说
这 是 一 个 大坑
不 要 往 里 跳
但 当时 我 被 乌贼 冲 昏 了 头脑
就 前赴后继 地 跳 进去 了
然后 跳 下去 才 发现
这 真是 一 个 大坑
师姐 诚 不 我 欺
这 坑 底 一 片 的 漆黑
这 可能 就 是 研究 一 种
从来 没有 人 研究 过 的 生物 所 要 面对 的
一切 都 要 从 零 开始
遇到 问题 和 困难 也 没有 人 知道 要 怎么 帮助 你
经过 漫长 的 探索
终于 有 一 天 我 看到 了 这个
这 是 我 第一 次
也 可能 是 人类 第一 次 从 乌贼 的 脑 中
记录 到 了 第一 个 神经 细胞 的 信号
那 一刻 我 就 感觉 我 好像 可以 听到 乌贼 的 心声 一样
这 是 后来 我们 用 一 种 染料 把 神经 活动 转变 成 荧光
这样 你 就 可以 同时
看到 几十 上百 个 神经 细胞 在 它 脑海 里 闪烁
我 经常 会 町 着 这样 的 录像 看
我 虽然 在 那个 坑 底 一 片 的 漆黑
但 我 还 可以 抬头 看到 天上 的 星星 在 闪烁
为什么 我们 这么 想 要 了解 这些 运动 神经元 呢
请 大家 来 听 一 听 下面 这个 故事
其实 我们 实验室 还 养 了 另外 一 种 乌贼
叫做 蜂鸟 短 尾 乌贼
它们 个 头 比较 小 一点
成年 之后 大概 只 有 5 厘米 长
它们 圆滚滚 的
有 一 对 小 翅膀
非常 可爱
它们 其实 是 属于 鱿鱼 的 一 种
大家 可能 还 记得 我 刚 开始 说 的
鱿鱼 的 生活 环境 不 像 墨鱼 那么 丰富多彩
所以 其实 它们 不 太 会 变色 的
它们 用 另外 一 种 方式 来 隐藏 自己
就 是 它们 会 在 身上 裹上 一 层 沙子
然后 待 在 水 里 不 动
像 一 个 一 个 的 糯米 糍
看起来 很 好吃 的 样子
然后 两 只 小 手 还 会 时不时 地
往 身上 扒拉 沙子 把 自己 埋 的 更 好 一些
我们 唯一 见识 过 它 的 变色 就 是 从 黑色 变成 白色
再 从 白色 变成 黑色
仅 此 而已
它们 不 会 在 身上 变 出 像 大 乌贼 那样 的 繁复 的 花纹
所以 我们 就 很 好奇 了
同样 是 乌贼
为什么 小 乌贼 它 就 不 变色 了 呢
对比 这 两 种 乌贼 我们 发现
第一 这个 大 乌贼 它 身上 的 色素 细胞 比 小 乌贼 多 得 多
第二 大 乌贼 的 脑 里 控制 变色 的 运动 神经元
甚至 比 它 身上 的 色素 细胞 还 要 多
而 相反 的
小 乌贼 脑 里 的 运动 神经元 就 很 少 很 少
以至于 每 个 运动 神经元 平均 要 控制 好几 个 色素 细胞
而且 当 我 用 电极
去 刺激 运动 神经元 所在 的 这个 脑 区 不同 的 位置
你 就 可以 看到
大 乌贼 的 身体 会 有 不同 的 区域 变色
这 就 说明 这个 大 乌贼 的 脑 中 有 一 张 自己 身体 的 地图
而 小 乌贼 则 不同
刺激 这个 脑区 的 不同 位置
几乎 看到 的 是 一样 的 色素 细胞 的 反应
我们 认为 正 是 这样
这 种 运动 神经元 对 色素 细胞 控制 的 精细 程度 不同
所以 这 两 种 乌贼 有 不同 的 变色 能力
这 就 好比 是 我们 的 大脑 会 给 每 一 根 手指
都 分配 一 个 专属 的 区域 来 控制
所以 我们 就 可以 控制 不同 的 手指 做 不同 的 动作
这 就 像 大 乌贼 对 色素 细胞 的 控制 方式
但是 我们 的 大脑 没有 专门 给 每 一 根 脚趾
都 分配 一 个 专属 的 区域 控制
所以 我们 的 脚趾 就 远 不 如 我们 的 手指 灵活
这 就 有点 像 小 乌贼 的 控制 方式
通过 这样 的 比较 研究
我们 不但 可以 知道 它们 的 大脑 是 如何 控制 变色 的
还 可以 进一步 知道
它们 变色 的 技能 是 怎么 进化 出来 的
其实 我们 刚刚 聊 的 乌贼 的 皮肤 如何 改变 颜色 和 图案
但是 除此之外
乌贼 和 章鱼 的 皮肤 其实 还 能 进行 三维 变换
大家 还 记得 吗
这 是 我们 刚刚 看到 的 那 只 章鱼
这 是 它 从 石头 变 回 原形 的 过程
如果 你 对比 前后 你 会 发现
除了 颜色 不同 之外
左 图 里 的 章鱼 的 体表 还 长 出 很多 刺 来
模拟 背景 里 珊瑚 的 形状
它们 的 体表 是 可以 随意 地 控制 皮肤 上 的 突起 的
你 看 这 只 乌贼 它 可以 在 背上 生 出 这样 的 突起
此外 它们 的 触手 和 它们 的 姿势
也 是 它们 伪装 的 一 部分
它们 很 喜欢 把 手 弯 成 它 旁边 植物 的 样子
还 会 根据 背景 里面 条纹 的 角度
来 把 手 举 到 不同 的 高度
特别 好玩
除了 模仿 背景 里 不 会 动 的 东西 之外
我 觉得 最 最 神奇 的 是
它们 还 会 乔装 成 别的 动物 的 样子
而且 还 会 模仿 别的 动物 的 动作
