Nevjerojatni mozgovi i promjenjiva koža hobotnica i drugih glavonožaca

Hobotnice, lignje i sipe - zajedno nazvani glavonošci, imaju čudne, velike i raširene mozgove. Što čine tom moždanom snagom? Zaronite u ocean s morskim biologom Rogerom Hanlonom, koji dijeli nevjerojatne snimke sposobnosti kamuflaže glavonožaca koji mogu promijeniti boju i teksturu svoje kože u trenu. Naučite kako njihova pametna koža i sofisticirani način na koji je koriste može biti dokaz drugačijeg oblika inteligencije, i kako to može dovesti do otkrića u umjetnoj inteligenciji, tkaninama, kozmetici i drugdje.

Ovo je čudan i nevjerojatan mozak,

koji je oblikovao drugačiju
vrstu inteligencije

na ovom planetu.

Ovo je mozak koji se razvio u
jako čudnom tijelu,

koji ima ekvivalente malih
satelitskih mozgova

rasprostranjenih kroz cijelo tijelo.

Koliko se razlikuje od ljudskog mozga?

Poprilično, kako se čini,

toliko da se moji kolege
i ja mučimo razumjeti

kako ovaj mozak funkcionira.

Ono što vam mogu sa sigurnošću reći

je da je ovaj mozak sposoban
za mnoge nevjerojatne stvari.

Čiji je ovo mozak?

Pridružite mi se u ronjenju oceanom

gdje je život počeo,

i pogledajmo.

Možda ste već vidjeli neke ovakve snimke,

sada smo iza koraljnog grebena,
tu je ovaj kamen,

mnogo pijeska, ribe plivaju uokolo...

I odjednom se pojavi hobotnica,

i sad je bijela,

prska tintu u moje lice i bježi.

Na usporenoj snimci

vidite krug koji se pojavio oko oka

i oblike koji su se pojavili na koži.

A sad pogledajte 3D teksturu
promjene kože,

kako stvara prekrasnu 3D kamuflažu.

Postoji 25 milijuna "kromatofora",
malih organa koji mijenjaju boju kože,

a te kvržice koje zovemo "papile"

kontrolirane su živcima
i u trenu mogu promijeniti boju.

Rekao bih da je dinamička kamuflaža

oblik inteligencije.

Stupanj složenosti kože
i precizne promjene

su zadivljujuće.

Što možemo učiniti s tom kožom?

Što oni još mogu učiniti

osim koristiti je za kamuflažu?

Ovdje vidite mimikrijsku hobotnicu
i njene obrasce na koži.

Odjednom, naglo se mijenja,

to je signalizacija, ne kamuflaža.

I onda se vraća u svoj normalni obrazac.

Vidite da širokopaličasta sipa

ima ove obrasce oblaka
kad prilazi plijenu.

I vidite sipu žarkih boja u kamuflaži

koja u trenutku može
uključiti upozoravajuće boje.

Ovdje, zapravo, imamo
raznolike odgovore,

kontinuitet, mogli bismo nazvati,

između izraženosti i kamuflaže.

To zahtijeva puno kontrole.

Znate što?

Mozgovi su, zapravo, dobri u kontroli.

Mozak hobotnice prikazan
ovdje ima 35 režnjeva,

i 80 milijuna sitnih stanica.

I iako je to zanimljivo,

ono što je čudnije jest
što koža ovih životinja

ima puno više neurona, kao što
je prikazano žutom bojom ovdje.

300 milijuna neurona je u koži

i 80 milijuna u samom mozgu,

četiri puta više.

A zamislite ovo,

postoji jedan mali satelitski mozak

koji je ekvivalent leđne moždine
za svaki od osam krakova.

To je vrlo neobičan način konstrukcije
živčanog sustava u tijelu.

Za što je dobar taj mozak?

Taj mozak mora prevariti druge
velike pametne mozgove

koji ga pokušavaju pojesti,

to uključuje pliskavice, tuljane,

barakude, morske pse,

pa čak i ljude.

Donošenje odluka je nešto
što mozak mora raditi,

i to radi jako dobro.

Vidite ovdje hobotnicu kako se kreće

i naglo staje, stvarajući
savršenu kamuflažu.

To je nevjerojatno,

jer kada ove životinje
traže hranu u divljini,

moraju se kamuflirati više od sto puta

prilikom dvosatnog traženja hrane,

a to rade dva puta dnevno.

Donošenje odluka.

Također donose zaključke
kamo ići i kako se vratiti kući.

Dakle, radi se o donošenju odluka.

Možemo testirati kamuflažu,

kao kod sipe koju vidite iza mene,

kad sklonimo podlogu ispod nje

i stavimo je na šahovsko polje,

koristi nove vizualne informacije

i pokušava kopirati obrazac
što je bolje moguće.

Druge kognitivne vještine
su također bitne.

Lignje su pametne na drugačiji način.

Imaju vrlo kompleksan,
zanimljiv spolni život.

Bore se, flertuju,
udvaraju, brane partnere

i obmanjuju.

Zvuči poznato?

(Smijeh)

Izrazito je zanimljivo

kako životinje imaju intuiciju

za ovakvo ponašanje.

Ovdje vidite mužjaka i ženku.

Mužjak, lijevo, se bori
s drugim mužjacima

kako bi se spario sa ženkom,

i sad pokazuje dvostruki obrazac.

Udvara se s jedne strane

dok s druge strane napada.

Gledajte ga kada ona dođe s druge strane.

(Smijeh)

Vidite da je vrlo lako promijenio
obrazac udvaranja

na stranu gdje se nalazi ženka.

Ovaj način dvostrukog
signaliziranja istovremeno

za dva različita ponašanja

je stvarno nevjerojatan.

Zahtijeva puno moždane snage.

Drugi način na koji možete gledati ovo,

imamo dokaz kroz 50 milijuna godina
da su mužjaci dvolični.

(Smijeh)

No, da nastavimo.

(Smijeh)

Hobotnica koraljnog grebena
ima dosta posla,

mora obići mnogo mjesta
i sjetiti se puta kući.

I to im odlično ide.

Imaju kratkoročno i dugoročno pamćenje,

nauče stvari nakon tri do pet pokušaja,

imaju dobar mozak.

I prostorno pamćenje
im je nevjerojatno dobro.

Čak i nakon prestanka lova,
najkraćim putem

će se vratiti kući.

Ronioci koji ih promatraju
mogu posve izgubiti put,

ali one se mogu vratiti,

i to pamćenje je stvarno dobro.

Što se tiče kognitivnih vještina,

pogledajte obrasce spavanja sipa.

S desne strane vidite trzanje oka.

To je REM spavanje za koje smo mislili

da postoji samo kod sisavaca i ptica.

Vidite lažne boje koje smo stavili

kako bismo vidjeli obrasce kože.

To se često dešava.

Ali ne dok su budne, tad je sve drugačije.

Spavanje je razdoblje kad se
pamćenje obrađuje

i to se vjerojatno dešava kod sipe.

Drugi oblik pamćenja koji je neobičan

je epizodno pamćenje.

To je nešto za što ljudskom mozgu
treba četiri godine razvoja,

kako bi se sjećali što se desilo,

gdje se desilo i kada se desilo.

"Kada" dio je najteži,

i djeca to mogu,

ali pogodite što.

Nedavno, u eksperimentima prošlog
ljeta, saznali smo da sipe

također imaju tu vještinu,

kada sipi dajete različitu
hranu u različito vrijeme,

moraju znati gdje se točno nalazi

i kada su je zadnji put vidjele.

Tada traže određenu vrstu hrane

na određenom mjestu.

Zvuči komplicirano?

Komplicirano je, jedva da sam
i sȃm razumio eksperiment.

To je kognitivni proces visoke razine.

Govoreći o mozgovima i evoluciji,

desno je evolucijsko stablo
mozga kralježnjaka

i svi imamo dobre mozgove.

Mislim da će se svi složiti s time.

Ali ako pogledate lijevu stranu,

neki evolucijski putevi,
koji vode do hobotnice,

vodili su, kako bih rekao,
u kompleksno ponašanje

i neki oblik inteligencije.

Zadnji zajednički član ove dvije linije

postojao je prije 600 milijuna godina,

bio je to crv s nekoliko neurona,

tako različiti putevi,

ali vode ka kompleksnom ponašanju.

Evo jedno pitanje:

Je li struktura mozga hobotnice

drugačija od mozga kralježnjaka,

čak i u najsitnijim dijelovima?

Ne znamo odgovor,

ali ako se pokaže da je odgovor potvrdan,

onda gledamo posve
drugi evolucijski put

nastanka inteligencije na Zemlji,

i vjerujem da će ljudi koji se
bave umjetnom inteligencijom

biti zainteresirani za njihove mehanizme.

Što se tiče genetike,

imamo genom, imamo DNK,

DNK se prepisuje u RNK,

RNK se prevodi u proteine
i tako smo mi nastali.

Glavonošci su drugačiji.

Imaju veliki genom, imaju DNK

koja se prepisuje u RNK,

ali tu se javlja nešto drugačije.

Oni izmjenjuju svoju RNK
i to naveliko,

stotinu puta više no što to čine
ljudi i druge životinje.

Rezultat je veliki broj proteina.

I pogodite za što većina njih služi.

Za živčani sustav.

To je možda neuobičajen način

za životinje da razviju obrasce ponašanja.

To je mnogo pretpostavki,
ali treba o tome razmisliti.

Htio bih s vama podijeliti

svoje iskustvo, i kako smo
moje kolege i ja

pokušali doći do ovih informacija.

Kad ronimo, ne možemo
ostati pod vodom zauvijek,

moramo disati,

tako da moramo biti što učinkovitiji.

Osjetni doživljaj podmorja

nam pomaže da shvatimo
što te životinje zapravo rade,

i moram vam reći da je
nevjerojatno iskustvo

biti dolje i komunicirati

s hobotnicom i roniocima,

kad zaista počnete razumjeti
da se radi o znatiželjnoj životinji

koja razmišlja.

Ovakvo što me inspirira.

Vratimo se njihovoj
pametnoj koži na trenutak.

Evo lignje i obrasca kamuflaže.

Ako zumiramo, vidimo
prekrasne boje i odsjaje.

Kromatofori se otvaraju
i zatvaraju vrlo brzo.

A u sljedećem sloju kože

postaje zanimljivije.

Kromatofori su zatvoreni

i možete vidjeti magičnu
svjetlost kako sija iz kože.

I nju kontroliraju neuroni,

radi se o kombinaciji oboje,

kao što vidimo ovdje na
visokokvalitetnoj snimci kože sipe,

gdje se vide prekrasni obojeni oblici

te čak i malo rumenila koje je prekrasno.

Kako možemo iskoristiti ove informacije?

Govorio sam o kožnim kvržicama, papilama.

Ovo je velika australska sipa.

Ima glatku kožu i upečatljiv obrazac.

Uslikao sam pet fotografija
u razmacima od jedne sekunde,

gledajte kako se životinja mijenja,
jedan, dva, tri, četiri, pet,

i sad je morska trava.

Sad se vratimo nazad

kako bismo opet vidjeli
glatku kožu i isticanje.

To je nevjerojatno promjenjiva koža.

Ovdje vidimo puno više detalja.

Periskopi se podižu

i imamo ove prekrasne papile.

Pogledajmo izbliza,

vidite kako se pojedine papile podižu

i postoje mali utori na njima,

papila na papili i tako dalje.

Svaka pojedinačna vrsta ima
mnogo oblika i veličina

ovakvih kvrga,

kako bi stvorili uglađenu kamuflažu
koju kontrolira živčani sustav.

Moji kolege, inžinjeri s Cornella,

gledali su naš rad i rekli,
"Možemo napraviti nešto od toga."

U industriji i društvu

ovakvi mekani materijali
kontroliranog oblika

su veoma rijetki.

Radili su s nama

i napravili prve uzorke
umjetnih papila, mekanog materijala

prikazanog ovdje.

Možete vidjeti kako ga
napuhuju u različite oblike.

Možete ih pritisnuti prstom

kako biste se uvjerili da su savitljivi.

Ovo je primjer kako bi
to trebalo izgledati.

Htio bih ovaj projekt nastaviti
s raznim bojama i materijalima,

i zamislite koliko različitih
primjena se može naći za njega.

Pogledajte kaleidoskop boja,

dinamičnih pigmenata i odsjaja

koje vidimo kod glavonožaca.

Znamo dovoljno o mehanizmu
kako funkcioniraju

i možemo to iskoristiti

ne samo za materijale,

nego možda i za promjenjivu kozmetiku.

Još bitnije, nedavno je otkrivena

molekula osjetljiva na svijetlo
u koži hobotnice

koja možda otvori puteve
ka pametnim materijalima

koji osjete i reagiraju samostalno.

Ovaj oblik biotehnologije
ili kako bih rekao, biomimikrije,

mogao bi promijeniti način
na koji gledamo na svijet izvan vode.

Na primjer, umjetna inteligencija

koja bi mogla biti inspirirana
mozgom rasprostranjenim diljem tijela

i ponašanjem hobotnica,

ili pametnom kožom sipa

korištene u vrhunskoj modi.

Kako to postići?

Možda jedino što trebamo

je biti pametniji kada razmišljamo

o tome kako su glavonošci pametni.

Hvala vam.

(Pljesak)