墨鱼会把想法写在皮肤上吗？

“墨鱼会把想法写在皮肤上吗？”马克斯-普朗克脑科学研究所的Gilles Laurent 说，“如果这种想法指的是对世界的感知，那么没错。”他的同事Sam Reiter 则说，“它们观察你的方式和其它动物不同——可以说它们非常善于表达。”

墨鱼是头足类动物。它们发明了一种伪装方法，在一个皮肤器官中保留部分肌肉，形成一种可操控的外表。这种可控外表的神奇之处在于它是由神经系统控制的，也就是说墨鱼能够以极快的速度改变外表。只需几百毫秒的时间，它们就能改头换面。

这套系统的组织方式是输出一系列像素，这些小色素囊由一组径向肌肉控制，像素的直径取决于肌肉的收缩率和收缩量。而肌肉本身最多受到三个运动神经元的控制，这些运动神经元位于墨鱼大脑内，它们实际上是这套系统输出的最后一层。它们所代表的这套复杂计算系统的输出，是墨鱼在用它皮肤上所呈现的图案去匹配它所看到画面的结果。

“猜透”墨鱼心

研究团队通过一种替代指标对大量神经元进行间接取样。人类约有200种不同的方式来控制肌肉的运动，利用这个装置，研究者可以记录一条成年墨鱼大量的运动。他们使用的摄像机能放大拍摄每小块墨鱼皮肤，通过重叠就能拼凑出整个墨鱼的身体。

墨鱼的皮肤中有成千上万个色素细胞，每个色素细胞都能接收来自大脑运动神经元的直接输入。这些摄像头能记录下色素细胞的扩张与收缩，这一信息可用来推断运动神经元的活动，进而推断出运动前神经元的活动，探索大脑的更深层次。

墨鱼这种“心里想什么都写在脸上”的特点，让系统神经科学家精神一振。“如果我们系统神经科学家想要弄清楚感知的神经关联，我们就要设计出非常复杂的实验。行为实验通常涉及学习，其结果也必须相对简单。‘能不能识别这个？’‘能不能完成一个简单的辨别任务？’“但墨鱼的行为就是关于输出的完整描述。

Laurent说，”墨鱼用皮肤告诉你它对外部世界的感知，我们所看到的其实是系统的输出，输入也是已知的。” 利用控制视觉输入并得到高分辨率的行为测量结果，Reiter说，他们希望利用这种输入/输出映射来探索类似黑箱的墨鱼大脑。“这是我们的远大目标。”

意义所在

Laurent指出，墨鱼作为头足类动物的这种行为，在人类以及人类中的工程师和计算机科学家看来，都是极其有难度的。需要提取何种特征 ，才能像墨鱼这样实现伪装？机器视觉尝试往往需要对网络进行训练，即使是最简单的匹配，也需要经过几十万次的反复训练。而墨鱼的神奇之处就在于它们天生就能无延时完成伪装 。也就是说，墨鱼大脑内藏着解决方案。

“如果墨鱼的神经系统和基因内就能编码这种解决方案，那应该不会过于复杂。这也是我们正在揭晓或尝试揭晓的谜底。”

Reiter 则提供了另一个视角。人类与墨鱼的共同祖先，是6亿年前一个小小的海生蠕虫，它的神经系统可能非常简单。如果想要了解大脑运行的根本机制，就需要比较差异性最大的案例。

“如果我们能在墨鱼与人类这种脊椎动物之间找到大脑运作或行为方式的共性，那就可以说我们掌握了大脑和行为运作的根本机制。如果只研究一种演化案例就不能这么说。”他说，“你研究墨鱼，恰恰是因为它与众不同。”ⓝ