按照進(jìn)化論的觀點(diǎn)，生物演化出脊椎，是發(fā)展出更高智商的敲門(mén)磚。因?yàn)榧棺底屔矬w內(nèi)的神經(jīng)高度集中，反應(yīng)速度明顯加快，并且還有利于大腦向更加高級(jí)的結(jié)構(gòu)演化。事實(shí)也確實(shí)如此，如果盤(pán)點(diǎn)世界上最聰明的動(dòng)物，其中絕大多數(shù)都是脊椎動(dòng)物。比如人類(lèi)、黑猩猩、大象、海豚、烏鴉等等。

Tips：章魚(yú)科的種類(lèi)共有26屬252余種海洋軟體動(dòng)物，它們的大小相差極大。普通章魚(yú)的體型中等，廣泛分布於世界各地?zé)釒Ъ皽貛ШＳ颍瑮诙鄮r石海底的洞穴或縫隙中，喜隱匿不出。

但凡事都有例外，章魚(yú)也是地球上少有的高智商生物，然而它卻是一個(gè)神經(jīng)分布松散的軟體動(dòng)物。這讓生物學(xué)家感到不可思議，為什么章魚(yú)如此特殊，它的高智商究竟從何而來(lái)？未來(lái)有沒(méi)有可能發(fā)展出文明呢？
章魚(yú)到底有多聰明？
如果單從神經(jīng)元數(shù)量的角度來(lái)看，章魚(yú)的智商不應(yīng)該有多高，它全身的神經(jīng)元數(shù)量大概只有5億個(gè)，是白鼠的2.5倍，但數(shù)量卻沒(méi)有貓多，更趕不上神經(jīng)元比較發(fā)達(dá)的靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物。不過(guò)神經(jīng)元數(shù)量也不是決定智商的關(guān)鍵因素，比如大象的神經(jīng)元數(shù)量是人的3倍，結(jié)果還是變成了人類(lèi)的玩物。章魚(yú)的厲害之處在于，依靠這么少的神經(jīng)元，居然有著不輸于猴子的智商。
Tips：神經(jīng)元是神經(jīng)系統(tǒng)最基本的結(jié)構(gòu)和功能單位，分為細(xì)胞體和突起兩部分。細(xì)胞體具有聯(lián)絡(luò)和整合輸入信息并傳出信息的作用。突起是接受其他神經(jīng)元軸突傳來(lái)的沖動(dòng)并傳給細(xì)胞體。
在大自然中，章魚(yú)是優(yōu)秀的偽裝高手，這不僅僅局限于它皮膚細(xì)胞的變色能力，它還是海洋中少數(shù)會(huì)使用工具的軟體動(dòng)物。比如有些章魚(yú)可以把貝殼拿起來(lái)當(dāng)做盾牌使用，甚至有的學(xué)會(huì)了把兩瓣椰殼合起來(lái)藏匿其中。而在人工飼養(yǎng)下的章魚(yú)表現(xiàn)出了更加驚人的能力。它們可以快速掌握迷宮的出口位置，也可以擰開(kāi)瓶蓋吃到里面的食物。讓人感到意外的是，章魚(yú)的學(xué)習(xí)能力非常強(qiáng)。如果把一只新的章魚(yú)放進(jìn)來(lái)，只是觀察老手章魚(yú)的行為，新章魚(yú)也會(huì)立刻領(lǐng)悟到擰瓶蓋的訣竅。
Tips：靈長(zhǎng)目Primates，是哺乳綱的1個(gè)目，共2亞目16科約78屬514余種。靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物是我們星球上最具智慧的一類(lèi)物種,甚至我們?nèi)祟?lèi)自身都起源于這一群體。

對(duì)比之下，峨眉山那幫搶了游客水瓶卻不知道怎么打開(kāi)的猴子，簡(jiǎn)直是丟了靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的臉。而且更有趣的是，章魚(yú)也能像我們?nèi)艘粯郁[情緒。在2008年的德國(guó)科堡市海洋之星水族館出了一件怪事，工作人員早上上班的時(shí)候，接連兩天發(fā)現(xiàn)水族館短路停電。為了查明事故原因，它們輪流守夜，結(jié)果發(fā)現(xiàn)罪魁禍?zhǔn)资且恢涣鶄€(gè)月大的章魚(yú)。它似乎非常討厭水族館內(nèi)的燈光，所以趁夜深人靜的時(shí)候，它會(huì)爬出水族館，對(duì)著頭頂?shù)臒魢娝?br/>Tips：水族館public aquarium，是水生生物飼養(yǎng)展示和科普教育的場(chǎng)所，同時(shí)也是水生生物資源保護(hù)和科學(xué)研究的場(chǎng)所。

關(guān)于章魚(yú)聰明才智的報(bào)道比比皆是，它們可以使用工具，發(fā)泄情緒，把其他小動(dòng)物當(dāng)成玩具一樣玩耍，甚至還可以分辨不同的人類(lèi)。這些都是高等智慧生物才有的特征，章魚(yú)究竟是怎么做到的呢？
章魚(yú)有9個(gè)大腦
無(wú)脊椎動(dòng)物有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是神經(jīng)元分散在身體的各處，沒(méi)有高度集中。比如說(shuō)很多昆蟲(chóng)，就算去掉了頭，身體也能活動(dòng)一段時(shí)間，這就是神經(jīng)元不集中的表現(xiàn)。一般情況下，不集中的神經(jīng)元可以幫助無(wú)脊椎動(dòng)物建立條件反射，更快躲避危險(xiǎn)。比如說(shuō)蒼蠅，它們腳上的纖毛一旦感受到氣流變化，腿就會(huì)自己起跳，接著中樞神經(jīng)才會(huì)反應(yīng)過(guò)來(lái)開(kāi)始飛行。不過(guò)這對(duì)高等智慧的發(fā)展卻是有害的，因?yàn)樯眢w沒(méi)法統(tǒng)一調(diào)配，就很難發(fā)展出復(fù)雜的大腦。但章魚(yú)卻反其道而行之，硬是演化出了一種“各行其道”的神經(jīng)調(diào)配方式。
Tips：無(wú)脊椎動(dòng)物Invertebrate，是背側(cè)沒(méi)有脊柱的動(dòng)物，它們是動(dòng)物的原始形式。其種類(lèi)數(shù)占動(dòng)物總種類(lèi)數(shù)的95%。分布于世界各地，現(xiàn)存約100余萬(wàn)種。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，章魚(yú)有九個(gè)大腦，可以簡(jiǎn)單地理解成中央大腦和八個(gè)分次級(jí)大腦。其中中央大腦最發(fā)達(dá)，大約由2億個(gè)神經(jīng)元組成，而其他分散在8個(gè)觸手中的大腦分?jǐn)偭耸Ｏ碌?億神經(jīng)元。這讓章魚(yú)控制自己的運(yùn)動(dòng)和我們完全不同。比如說(shuō)我們想要?jiǎng)觿?dòng)手指，命令直接由大腦發(fā)出，并且在小腦的配合下，完成了整個(gè)動(dòng)作。但是章魚(yú)想要?jiǎng)觿?dòng)腕足就不同了，首先中央大腦發(fā)出指令，之后傳給次級(jí)大腦，由它們自己決定到底該怎么動(dòng)，以及動(dòng)幾根腕足。這樣做到底有什么好處？其實(shí)只要看看章魚(yú)復(fù)雜靈活的動(dòng)作就能找到答案。Tips：章魚(yú)的主腦位于章魚(yú)的頭部，是最重要的大腦，它們跟一個(gè)記憶系統(tǒng)相連，主要用來(lái)思考和記憶。另外8個(gè)副腦則位于它的8條觸手上，跟另一個(gè)記憶系統(tǒng)相聯(lián)系，不能進(jìn)行思考。
一只章魚(yú)需要控制八條腕足活動(dòng)，還有上面數(shù)百個(gè)微小的吸盤(pán)，以及皮膚的顏色好偽裝自己。如此復(fù)雜的身體如果要讓有脊椎動(dòng)物操控，你可能就沒(méi)有空閑去想別的問(wèn)題了。脊椎動(dòng)物為了靈活控制四肢活動(dòng)，最終演化出了專(zhuān)管運(yùn)動(dòng)的小腦，好讓大腦可以騰出空來(lái)思考其他的問(wèn)題。比如說(shuō)，我們?cè)谧呗返臅r(shí)候，并不會(huì)刻意去想接下來(lái)該邁哪條腿，這些動(dòng)作指令都被小腦接管，好讓我們?cè)谧呗窌r(shí)還有閑工夫胡思亂想。但是如果要完成復(fù)雜，并且不太熟悉的動(dòng)作時(shí)，大腦就要集中注意力來(lái)控制身體的運(yùn)動(dòng)了。所以想象一下，如果人類(lèi)長(zhǎng)了八條比手還靈活的腕足，那簡(jiǎn)直就是一場(chǎng)災(zāi)難，可能僅僅是游動(dòng)一下，就要費(fèi)盡心思，哪還有空思考詩(shī)歌和宇宙呢。Tips：人腦由大腦、小腦、間腦、腦干組成。大腦是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的最高級(jí)部分，也是腦的主要部分。小腦是運(yùn)動(dòng)的重要調(diào)節(jié)中樞。
既然控制這些腕足活動(dòng)費(fèi)神費(fèi)力，那么不如像小腦一樣，把這些動(dòng)作外包出去，讓次級(jí)大腦自己決定，這樣中央大腦就可以把注意力集中在思考和決策上。這對(duì)一種神經(jīng)元數(shù)量很少的動(dòng)物來(lái)說(shuō)非常重要。就像如今為了解決電腦算力的問(wèn)題，因?yàn)閳D形處理非常麻煩，所以直接讓顯卡自己解決，CPU去完成更復(fù)雜的任務(wù)一樣。章魚(yú)用這套神經(jīng)系統(tǒng)，讓2億神經(jīng)元空出來(lái)專(zhuān)心思考，結(jié)果成為了軟體動(dòng)物中智商最高的物種。
Tips：中央處理器，簡(jiǎn)稱(chēng)CPU,作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)算和控制核心，是信息處理、程序運(yùn)行的最終執(zhí)行單元。CPU自產(chǎn)生以來(lái)，在邏輯結(jié)構(gòu)、運(yùn)行效率以及功能外延上取得了巨大發(fā)展。

不僅如此，章魚(yú)也充分利用了神經(jīng)連接的回路，甚至比我們?nèi)祟?lèi)的大腦還要復(fù)雜。比人類(lèi)還復(fù)雜的神經(jīng)回路
我們知道，智慧的產(chǎn)生是大腦神經(jīng)元之間相互連接的結(jié)果，一個(gè)生物神經(jīng)元之間的連接越多越復(fù)雜，它就越聰明。不過(guò)，神經(jīng)元之間并不是隨便分出突觸想連就連的。大腦中不同腦區(qū)之間分工不同，所以連接就有緊密疏遠(yuǎn)的區(qū)別，而控制神經(jīng)元之間正確連接的，是原鈣粘蛋白。
Tips：原鈣粘蛋白Protocadherin，是一種具有新特性的鈣粘蛋白，是鈣粘蛋白超家族中一個(gè)最大的亞家族，原鈣粘蛋白對(duì)神經(jīng)元突觸的發(fā)育有直接的影響。

這種蛋白質(zhì)復(fù)雜多樣，比如人腦中有53種原鈣粘蛋白。每一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞，依據(jù)不同的功能，神經(jīng)元表面會(huì)有其中十多種原鈣粘蛋白，只有當(dāng)兩個(gè)神經(jīng)元之間有相同的原鈣粘蛋白時(shí)，它們之間才有可能生長(zhǎng)出突觸相互連接。在這樣的機(jī)理下，大腦才形成了復(fù)雜有序的結(jié)構(gòu)。然而讓人意外的是，章魚(yú)的原鈣粘蛋白居然有168種，這個(gè)現(xiàn)象非常不同尋常。要知道，章魚(yú)的近親，帽貝只有17到25種。這說(shuō)明章魚(yú)在演化的過(guò)程中，智力發(fā)育的變化曾經(jīng)占主導(dǎo)地位，這才造就了章魚(yú)超凡于同類(lèi)的智慧。
Tips：帽貝是腹足綱軟體無(wú)脊椎動(dòng)物。它柔軟的身體分為頭部、腹部和足部。大多數(shù)帽貝體型較小，最大的帽貝達(dá)10厘米寬。它的殼不是螺旋形的，而是扁平的圓錐形，非常堅(jiān)硬。

而且和人類(lèi)一樣，章魚(yú)也可以自行編輯部分基因，來(lái)調(diào)控自己的神經(jīng)細(xì)胞。
章魚(yú)可以“編輯”基因
基因在指導(dǎo)生命活動(dòng)時(shí)一般會(huì)遵循“中心法則”。DNA就像一棟大廈的設(shè)計(jì)藍(lán)圖，它會(huì)通過(guò)解鏈轉(zhuǎn)錄的方式，在生物酶的配合下，把自己記錄的遺傳信息轉(zhuǎn)錄給mRNA。再由mRNA依照?qǐng)D紙“組裝”出蛋白質(zhì)，生成整棟大廈的一個(gè)零件，完成整個(gè)搭建過(guò)程。不過(guò)有時(shí)候，mRNA并不會(huì)忠實(shí)得按照設(shè)計(jì)圖紙生成蛋白質(zhì)，它們會(huì)在有些酶的配合下，改變一兩個(gè)堿基順序，制造出和圖紙不符的蛋白質(zhì)。這種現(xiàn)象在自然界很常見(jiàn)，因?yàn)楦鶕?jù)環(huán)境的變化，生物體內(nèi)酶的含量有所不同，這樣細(xì)胞的生產(chǎn)生活就可以按照環(huán)境變化來(lái)生產(chǎn)蛋白質(zhì)。不過(guò)，把這種機(jī)理用在神經(jīng)細(xì)胞上的，目前可知的只有人類(lèi)和章魚(yú)。
Tips：基因編輯gene editing，又稱(chēng)基因組編輯或基因組工程，是一種新興的比較精確的能對(duì)生物體基因組特定目標(biāo)基因進(jìn)行修飾的一種基因工程技術(shù)。

在人體中，有一種稱(chēng)作ADAR2的酶，可以改變mRNA的基因序列，控制神經(jīng)細(xì)胞上鈣離子通道的多少。鈣離子對(duì)神經(jīng)發(fā)育非常重要，比如前面提到的原鈣粘蛋白就需要有鈣離子才能合成。不過(guò)神經(jīng)元中的鈣離子含量也不能太多，否則會(huì)讓神經(jīng)細(xì)胞衰變壞死。所以ADAR2對(duì)我們來(lái)說(shuō)非常重要。如果一個(gè)人身體中缺乏這種酶，神經(jīng)就會(huì)大量凋亡，出現(xiàn)神經(jīng)退行性病變，比如漸凍癥就是其中一例。
Tips：漸凍癥一般指肌萎縮側(cè)索硬化ALS。它是上運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元和下運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元損傷之后，導(dǎo)致包括球部、四肢、軀干、胸部腹部的肌肉逐漸無(wú)力和萎縮。

而章魚(yú)的mRNA的編輯能力遠(yuǎn)超我們的想象。它可以根據(jù)環(huán)境溫度的變化，改變神經(jīng)元中鉀離子通道的多少。這樣做是為了提高在寒冷地區(qū)神經(jīng)之間傳遞信號(hào)的速度。斯坦福大學(xué)的Josh Rosenthal經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，章魚(yú)的mRNA編輯能力并不局限于離子通道，它的大部分大腦蛋白基因的序列都會(huì)被編輯，其中有很多是用來(lái)控制神經(jīng)元突觸間隙的蛋白。這或許才是章魚(yú)如此聰明的關(guān)鍵，但可惜的是，現(xiàn)在這套推論只是一個(gè)假象。想要完全搞明白章魚(yú)基因編輯的奧秘，科學(xué)家顯然還需要更多的時(shí)間。
Tips：鉀離子通道，就是指通透特異性允許鉀離子通過(guò)質(zhì)膜，而阻礙其他離子特別是鈉離子通透的通道。離子通道ion channels of biomembrane，是各種無(wú)機(jī)離子跨膜被動(dòng)運(yùn)輸?shù)耐贰?br/>
到此，我們大致梳理出了章魚(yú)聰明的原因。它有非常特殊的神經(jīng)調(diào)配方式，分出了9個(gè)大腦各司其職，好讓中央大腦專(zhuān)門(mén)決策。它還有比人類(lèi)還要復(fù)雜的腦回路連接方式，神經(jīng)元也可以根據(jù)環(huán)境變化做出調(diào)整，編輯mRNA。這不禁讓人感到害怕。章魚(yú)已經(jīng)在地球上演化了5億年，為什么還沒(méi)有變成高等智慧生物？以后有沒(méi)有可能超越人類(lèi)呢？
為何章魚(yú)沒(méi)發(fā)展出文明？
盡管章魚(yú)足夠聰明，但它們還是比不上最接近人類(lèi)的黑猩猩。這里面的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是，黑猩猩是社會(huì)性動(dòng)物，每個(gè)個(gè)體的知識(shí)都有傳承下來(lái)的可能。
Tips：社會(huì)性是社會(huì)性動(dòng)物的意識(shí)表現(xiàn)，它使社會(huì)內(nèi)部個(gè)體的生存能力遠(yuǎn)超過(guò)脫離社會(huì)的個(gè)體的生存能力。社會(huì)性主要包括這樣一些特性，如利他性、協(xié)作性、依賴(lài)性、以及更加高級(jí)的自覺(jué)性等。

比如說(shuō)幼年的黑猩猩，可以通過(guò)觀察成年黑猩猩的行為學(xué)會(huì)用木棍吃螞蟻，以及拿石頭砸堅(jiān)果等等技能。但章魚(yú)并不是社會(huì)性動(dòng)物，它們從幼年開(kāi)始就是獨(dú)立生活，所有本領(lǐng)都是自己一個(gè)人摸索出來(lái)的。如果知識(shí)沒(méi)有辦法傳承，再聰明的生物也不可能發(fā)展出高度復(fù)雜的文明。其中還有一個(gè)典型的例子就是烏鴉。現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，有少部分烏鴉學(xué)會(huì)了在水面上放面包屑捕魚(yú)的技能。而這個(gè)技能，正在被更多的烏鴉學(xué)會(huì)，因?yàn)樗鼈兿矚g群居，也善于觀察和學(xué)習(xí)。
Tips：狹義的學(xué)習(xí)是指是指通過(guò)閱讀、聽(tīng)講、思考、研究、實(shí)踐等途徑獲得知識(shí)和技能的過(guò)程。廣義的學(xué)習(xí)是人在生活過(guò)程中，通過(guò)獲得經(jīng)驗(yàn)而產(chǎn)生的行為或行為潛能的相對(duì)持久的方式。

不過(guò)，限制章魚(yú)發(fā)展智慧最多的，還是身為軟體動(dòng)物的悲哀。盡管它用一系列方法，把神經(jīng)元的利用效率發(fā)揮到了極致，但它的腦神經(jīng)只有5億個(gè)，而人類(lèi)有120到140億個(gè)神經(jīng)元，差了2個(gè)數(shù)量級(jí)。章魚(yú)若想變成高等智慧生物，依舊要有一個(gè)足夠大的大腦才行。但是，它的演化之路似乎進(jìn)到了一個(gè)死胡同里。因?yàn)楹Ｑ笾械难鯕夂繃?yán)格限制了章魚(yú)神經(jīng)元的數(shù)量。陸生生物有一個(gè)先天優(yōu)勢(shì)，就是用肺呼吸可以獲得更多的氧氣。比如人在靜坐的時(shí)候，每分鐘的耗氧量大概在250ml，大腦消耗掉了其中的25%，是所有器官中耗氧量最大的。平均每天，人的大腦要消耗掉900克的氧氣，才能正常活動(dòng)。

Tips：在基爾海洋學(xué)家桑克·施密特科的《熱帶海洋中的氣候生物地球化學(xué)相互作用》的論文中證明，過(guò)去50年來(lái)，全球海水氧氣水平下降了2%以上。
但是海水含氧量很低，每升水中大概只有4到8毫升的氧氣。如果章魚(yú)有了人的大腦，那么它每分鐘起碼要用腮過(guò)濾68升的海水，才足夠支撐起一個(gè)超凡的大腦。從體型上來(lái)看，這顯然是不可能的。而且章魚(yú)脆弱的身體只適合在海洋中生存，演化成陸生同樣艱難。所以在未來(lái)，章魚(yú)應(yīng)該還是和現(xiàn)在一樣，很難再變得更加聰明了。