科学家首次记录了自由移动的章鱼的脑电波

科学家们已经成功地记录了自由移动的章鱼的大脑活动，这是通过将电极和数据记录器直接植入生物而实现的壮举。

这项研究于23月<>日在线发表在《当代生物学》上，是确定章鱼大脑如何控制其行为的关键一步，并可能为智力和认知发生所需的共同原则提供线索。

“如果我们想了解大脑是如何工作的，章鱼是与哺乳动物进行比较的完美动物。他们有一个大的大脑，一个惊人的独特的身体，以及与脊椎动物完全不同的高级认知能力，“第一作者，冲绳科学技术研究所物理和生物学部门的前博士后研究员Tamar Gutnick博士说。

但测量章鱼的脑电波已被证明是一个真正的技术挑战。与脊椎动物不同，章鱼的身体柔软，因此它们没有头骨将录音设备固定在上面，以防止它被移除。

“章鱼有八个强大且超灵活的手臂，可以到达身体的任何地方，”古特尼克博士说。“如果我们试图将电线连接到它们上，它们会立即撕裂，因此我们需要一种方法，通过将设备放在皮肤下，使设备完全远离它们。

研究人员决定使用小型轻量级数据记录仪作为解决方案，最初设计用于跟踪鸟类在飞行过程中的大脑活动。该团队对这些设备进行了调整，使其防水，但仍然足够小，可以轻松放入章鱼内部。电池需要在低空气环境中工作，允许长达 12 小时的连续记录。

研究人员选择了章鱼，通常被称为日章鱼，作为他们的模型动物，因为它的体型更大。他们麻醉了三只章鱼，并将伐木器植入地幔肌肉壁的空腔中。然后，科学家们将电极植入章鱼大脑的一个区域，称为垂直叶和正中上额叶，这是最容易接近的区域。这个大脑区域也被认为对视觉学习和记忆很重要，这是Gutnick博士特别感兴趣的大脑过程。

手术完成后，章鱼被送回家中的水箱并通过视频进行监控。五分钟后，章鱼已经恢复，并在接下来的12个小时里睡觉，进食和在水箱周围移动，因为它们的大脑活动被记录下来。然后将记录仪和电极从章鱼上取下，并将数据同步到视频中。

研究人员确定了几种不同的大脑活动模式，其中一些在大小和形状上与哺乳动物相似，而另一些则非常持久，缓慢的振荡，以前从未描述过。

研究人员还无法将这些大脑活动模式与视频中的特定行为联系起来。然而，这并不完全令人惊讶，Gutnick博士解释说，因为他们不需要动物做特定的学习任务。

“这是一个与学习和记忆相关的领域，所以为了探索这个电路，我们真的需要用章鱼做重复的记忆任务。这是我们希望很快做的事情。

研究人员还认为，这种记录自由移动章鱼大脑活动的方法可用于其他章鱼物种，并可以帮助解决章鱼认知许多其他领域的问题，包括它们如何学习，社交和控制身体和手臂的运动。

“这是一项非常关键的研究，但这只是第一步，”迈克尔·库巴教授说，他在OIST物理和生物学部门领导该项目，现在继续在那不勒斯费德里科二世大学。“章鱼很聪明，但现在，我们对它们的大脑是如何工作的知之甚少。这种技术意味着我们现在有能力在他们做特定任务时窥视他们的大脑。这真的很令人兴奋和强大。