章鱼素以其高度智慧和灵活的身体机能而闻名，能够快速变换伪装、识别人脸、解决复杂难题，甚至通过观察学习并模仿其他章鱼的行为。它们复杂而独特的神经系统成为神经科学家们研究的热点，章鱼拥有约五亿个神经元，数量与犬类持平，位居无脊椎动物之首。与脊椎动物不同，章鱼的神经系统呈现出高度分散化，八只腕足中约有三亿五千万个神经元，占其整体神经元的绝大部分。这使得章鱼的每条触腕都能独立接收和处理感官信息，自主控制动作并执行复杂行为，完成探索、抓取等多样活动，几乎无需大脑指挥。密歇根州立大学机械工程、放射学及神经科学教授Galit Pelled形象地称，这些触腕拥有自己的“微型大脑”。 这种神经系统的分散结构让章鱼具备极强的适应能力，尤其在受伤后表现尤为显著。
西班牙海洋研究所ECOBAR实验室于2021至2022年间发现一只罕见的普通章鱼（Octopus vulgaris），它意外生长出九只触腕，成为研究该物种神经系统重塑的珍贵个案。研究人员推测其额外触腕是遭遇捕食者攻击后异常再生形成的遗传突变。该九臂章鱼被命名为“萨尔瓦多”，因其分叉臂如同达利标志性的上翘胡须而得名。该章鱼在恢复期间表现出对分叉臂的谨慎使用策略，更多将其应用于低风险行为，如环境探测，减少做出可能损伤这条不寻常的触腕的动作，从侧面印证它具有长期的伤害记忆。 章鱼每条触腕内的神经结构极为复杂，拥有被称为吸盘神经节的独立神经中枢，分布于每个吸盘的基部，部分章鱼种类的触腕上有数百甚至上千个此类神经节。吸盘不仅具备强大的机械抓握力，还能感知并“品尝”周遭环境，传递多感官信息至神经系统。
轴索神经索贯穿整个触腕，实现局部与中央神经系统的信息交互。这种三级神经分布架构从脑部到触腕再到吸盘，构成了章鱼灵活且极具智能的操作基础。同时，也正因这套繁复神经网络，科学家们在对章鱼神经活动进行探测时面临极大技术挑战，传统神经科学仪器须根据章鱼的体型和神经组织特殊性进行定制调整。 除了触腕的局部自主性外，章鱼的中央大脑由三十多个神经叶组成，分别承担视觉、嗅觉、学习和记忆等功能。大脑位于两只大而复杂的视叶之间，靠近眼部，这是处理视觉信息的关键部位。章鱼眼睛与人类摄像机式眼睛极为相似，生物学上称为趋同进化的经典例证，两者虽然起源于约七亿五千万年前的共同祖先，但独立演化出相似的视觉结构及神经映射。
章鱼凭借立体视觉和触觉、化学感应等多重感官，成为海洋中既顶级捕食者又是潜在猎物的重要角色。其无硬壳保护的缺陷通过高度灵活且反应迅捷的神经系统得到弥补，快速调整行为应对环境威胁，提高其生存几率。 九臂章鱼的发现进一步印证了章鱼神经系统的适应性与弹性。传统观念认为生物体形态的变化须严格依赖中枢神经的调控，但章鱼可以凭借触腕自身的神经结节高效处理动作和反馈，灵活适配额外或缺失的肢体。神经信号实验显示，触腕局部神经可以在刺激后约一百毫秒内预测动作类型，与大脑的介入无关，这种速率颇为惊人，反映出触腕的高自主权和快速响应能力。 研究人员还观察到，九臂章鱼在发生分叉臂受伤和恢复期间，仍能够保持优雅而协调的运动，拥有对各肢体动作的全面控制能力。
只有一部分较危险的活动，分叉臂的使用率才会有所下降，这表明章鱼能结合身体状态与环境信息做出理智的行为决策。神经科学的发现不仅彰显了章鱼系统的杰出适应性，也为未来仿生软体机器人设计和神经修复领域提供了重要灵感。章鱼的神经处理方式启示我们，分布式控制与局部自主模块的结合，在复杂环境下更加灵活有效。 此外，章鱼之所以具备如此复杂的神经功能，还得益于其数亿年进化的结果。尽管人与章鱼在进化树上的分叉时间长达七亿年，但两者在视觉和触觉等系统上展现出多项相似机制。科学家通过研究章鱼的脑部结构和动作协调，深入理解跨物种神经演化过程及神经网络组装的独立路径。
不仅如此，章鱼大脑庞大且组织复杂，为理解无脊椎动物智慧树立了典范。 九臂章鱼的案例也激励科学家探索神经系统再生和可塑性。章鱼具备断臂再生能力，且新生肢体能与原有神经系统无缝联动，体现神经元连接快速重组及功能恢复能力。对其神经再生机制的剖析，将有助于促进人类神经损伤修复、新技术开发及软体机器人灵活控制系统的突破。 随着研究不断深入，章鱼神经系统的分布式设计、触腕的“迷你大脑”功能、吸盘的独立神经节等发现，逐渐被纳入现代生物学、神经科学及工程学的跨学科视野。章鱼不仅是海洋的奇迹，更是科学智慧的宝库，激发人类重新思考智能及神经系统的真正含义。
未来，随着神经科学工具的不断进步，我们将更加全面地理解章鱼如何利用其异常适应性的神经架构，实现见多识广的环境响应和复杂行为。 从一只九臂章鱼的身上，我们看见了生命的无穷可能，感受到了自然界在面对挑战时所表现出的创新与坚韧。它们不仅为海洋生态系统增添奇迹，也为人类探求智慧与科技的边界点亮前路。
