章魚可以說是動物界最被眷顧的物種，這種神奇的生物天生就可以通過噴水式推進器快速游泳，向其敵人發射墨色化學物質，並能在幾秒鐘內改變其皮膚以融入周圍環境。現在，俄勒岡大學（UO）的一個研究小組已經調查了這種八臂海洋動物的另一個與眾不同的特徵：其出色的視覺能力。

章魚大腦的熒光圖像顯示不同的不同類型的神經元的位置信用：Niell實驗室

他們在一篇新的科學論文中列出了章魚視覺系統的詳細地圖。在該地圖中，他們對大腦中專門用於視覺的部分的不同類型的神經元進行了分類。這一結果對其他神經科學家來說是一個寶貴的資源，提供了可以指導未來實驗的細節。此外，它還可以讓我們更廣泛地了解大腦和視覺系統的進化情況。

該團隊今天（10月31日）在《當代生物學》雜誌上報告了他們的發現。

Cris Niell在俄亥俄大學的實驗室研究視覺，主要是在小鼠身上。但是幾年前，博士後Judit Pungor給實驗室帶來了一個新物種–加州雙點章魚。

儘管傳統上它並不被用作實驗室的研究對象，但這種頭足類動物很快就引起了俄亥俄大學神經科學家的興趣。與小鼠不同，小鼠並不以擁有良好的視覺而聞名，”章魚有一個驚人的視覺系統，它們的大腦中有很大一部分專門用於視覺處理，”Niell說。”它們的眼睛與人類的眼睛非常相似，但在那之後，大腦就完全不同了。”

章魚和人類的最後一個共同祖先是在5億年前，此後，這些物種在非常不同的環境中進化。因此，科學家們不知道視覺系統的相似之處是否超出了眼睛的範圍，或者章魚是否反而使用了完全不同種類的神經元和大腦迴路來實現類似的結果。

“看到章魚的眼睛如何與我們的眼睛相似地進化，思考章魚的視覺系統如何能夠成為更普遍地理解大腦復雜性的模型是一件很酷的事情，”Niell實驗室的研究生和該論文的第一作者Mea Songco-Casey說。”例如，是否有基本的細胞類型是這種非常聰明、複雜的大腦所需要的？”

在這裡，研究小組使用遺傳技術來確定章魚視葉中不同類型的神經元，這是大腦中專門用於視覺的部分。

他們挑選出六大類神經元，根據它們發出的化學信號進行區分。觀察這些神經元中某些基因的活動，然後發現更多的亞型，為更具體的作用提供了線索。

在某些情況下，科學家們精確地指出了特定的神經元群在獨特的空間排列中–例如，在視葉周圍的一圈神經元都使用一種叫做辛胺的分子發出信號。果蠅在活動時使用這種類似於腎上腺素的分子來增加視覺處理。因此，它也許在章魚中也有類似的作用。

“現在我們知道有這種非常特殊的細胞類型，我們可以開始進入並弄清楚它的作用，數據中大約有三分之一的神經元看起來還沒有完全發育。章魚的大腦在動物的生命週期中不斷成長並增加新的神經元。這些不成熟的神經元，尚未整合到大腦電路中，是大腦處於擴張過程中的一個標誌！”。

然而，該地圖並沒有像研究人員所想的那樣，顯示出明顯從人類或其他哺乳動物大腦轉移過來的神經元組。這些神經元並沒有相互映射–它們使用不同的神經遞質。但是，也許它們正在進行相同種類的計算，只是方式不同。

深入挖掘還需要更好地掌握頭足類動物的遺傳學。參與這項研究的安德魯-克恩實驗室的研究生加比-科芬（Gabby Coffing）說，由於章魚在傳統上沒有被用作實驗動物，許多用於果蠅或小鼠的精確遺傳操作的工具還不存在於章魚。

有很多基因我們不知道它們的功能是什麼，因為我們還沒有對很多頭足類動物的基因組進行排序。如果沒有相關物種的基因數據作為比較點，就很難推斷出特定神經元的功能。研究團隊正在迎接這一挑戰。他們現在正在努力繪製章魚大腦視葉以外的地圖，看看他們在這項研究中關注的一些基因如何在大腦的其他地方出現。他們還在記錄視葉中的神經元，以確定它們如何處理視覺場景。

隨著時間的推移，他們的研究可能會使這些神秘的海洋動物不再那麼神秘–同時也為我們自己的進化提供一點啟示。