科學家們花了多年時間試圖找出章魚的大腦與我們的大腦有多少相似之處，是否會做夢。最近的一項研究甚至聲稱，這種八臂頭足類動物在睡眠中可以有身體反應，類似於被捕食者攻擊，這表明它們會做噩夢。

現在，來自沖繩科學與技術研究所（OIST）的研究人員與華盛頓大學（UW）合作，研究了來自日本的小型淺水章魚Octopus laqueus的大腦活動和模式化行為，並證實該動物不僅在這些”主動睡眠”時刻睡著，而且與我們自己的快速眼動（REM）睡眠有相似之處。

當章魚打盹時，它們的”安靜睡眠”會被”活躍睡眠”中與快速眼動相關的短暫行為所打斷，它們的圖案會閃亮，它們的眼睛和手臂會抽搐，它們的呼吸頻率會加快。雖然研究人員不能聲稱已經證明這些動物在做夢，但哺乳動物的快速眼動狀態是最經常發生夢境的睡眠階段。

“所有的動物似乎都表現出某種形式的睡眠，甚至像水母和果蠅這樣簡單的動物，”該研究的高級作者和OIST的教授Sam Reiter說。”但長期以來，人們只知道脊椎動物會在兩個不同的睡眠階段之間循環。”

在”安靜睡眠”期間，章魚的大腦發出了像我們這樣的哺乳動物在非快速眼動睡眠期間看到的那種波形，被稱為睡眠主軸，這被認為與鞏固記憶有關。通過該研究的第一作者真野智之製作的顯微鏡，發現這些類似於睡眠紡錘形的電波起源於與學習和記憶有關的大腦區域，暗示它們的功能很像人類。

華盛頓大學的Leenoy Meshulam說：”兩階段睡眠在遠親生物中獨立進化，比如章魚，它們的大腦結構很大，但與脊椎動物完全不同，這一事實表明，擁有一個活躍的、類似覺醒的階段可能是複雜認知的一個普遍特徵。”

當科學家們”用畫筆輕輕地刷它們的皮膚”。這種在48小時內每兩到三分鐘打斷一次的做法是為了看看睡眠剝奪對這兩種睡眠狀態會產生什麼影響。這導致了更大的主動睡眠率，其啟動速度更快，絕對肯定地揭示了這種閃爍和抽動的狀態確實是睡眠。

這項研究的共同第一作者、OIST的博士生Aditi Pophale說：”這種補償行為證明了活躍階段是睡眠的一個重要階段，是章魚正常運作所需要的。”

此外，對處於活躍睡眠狀態的章魚圖案進行的高清拍攝顯示，這些動物循環使用與清醒時相同的顏色和形狀。雖然章魚這樣做也可能是為了在清醒時進行偽裝的”練習”，或者只是為了保持色素細胞的健康，但它也可能表明動物正在回憶或重新學習其意識時期的時刻–就像夢境一樣。

在這個意義上，人類只有在醒來後才能口頭報告他們做了什麼樣的夢，而章魚的皮膚圖案則是它們睡眠期間大腦活動的視覺讀數。

同時，同樣是在OIST，與馬克斯-普朗克腦研究所一起，科學家們發現了更多關於章魚的表親–墨魚，以及它們糾正其偽裝模式的能力如何表明它們的認知功能和對其變化的自主性比以前認為的要高得多。

墨魚是通過使用它們的皮膚器官–色斑，根據大腦神經元的指示收縮和放鬆以調整色素的方式融入環境的高手。令人驚嘆的墨魚頭部顯示其詳細的圖案Stephan Junek/Max Planck腦科研究所

但是，正如同樣從事章魚研究的Sam Reiter所發現的，魔鬼在細節中。

“先前的研究表明，墨魚只有有限的圖案組件選擇，它們會用這些組件來實現與環境的最佳匹配，”Reiter說。”但我們的最新研究表明，它們的偽裝反應要復雜得多，也靈活得多–我們只是沒能發現它，因為以前的方法沒有那麼詳細或量化。”

他們使用超高分辨率相機仔細檢查歐洲墨魚（Sepia officinalis）在快速循環背景下的皮膚，收集了大約20萬張圖像，並由一種人工智能進行分析。

迷人的結果顯示，該動物會循環使用各種圖案，通過每個單獨的色團（它們可能有數百萬個色團）進行調整，直到它們確定一個它們認可的整體外觀。

這只動物不使用相同的變色路徑來達到其最終的圖案Stephan Junek/Max Planck大腦研究所

科學家們觀察到它們的”顏色校正”，即使暴露在相同的背景下，通往最終圖案的每條路徑都是不同的，這表明它們的行為具有復雜性，而這種複雜性直到現在還沒有被觀察到。

來自馬克斯-普朗克腦科研究所的該研究的第一作者Theodosia Woo說：”墨魚經常會超額完成它們的目標皮膚圖案，暫停，然後再回來。換句話說，墨魚並不是簡單地檢測背景並直接進入一個設定的模式，相反，它們很可能不斷地收到關於其皮膚模式的反饋，並利用它來調整其偽裝。”

她補充說：”它們究竟是如何接收這種反饋的–它們是否使用眼睛，或者它們是否對每個色斑周圍的肌肉的收縮程度有一種感覺–我們還不知道。”

該研究的共同第一作者、曾在馬克斯-普朗克研究所工作的梁錫彤說：”下一步是捕捉墨魚大腦的神經記錄，這樣我們就能進一步了解它們究竟是如何控制其獨特而迷人的皮膚模式化能力。”

章魚的研究和墨魚的研究都發表在《自然》雜誌上。