The amazing brains and morphing skin of octopuses and other cephalopods | Roger Hanlon

Translator: Tihomir Todorov Reviewer: Anton Hikov

This is a strange and wonderful brain,

Това е един странен и прекрасен мозък.

one that gives rise to an idea of a kind of alternative intelligence

Такъв, който заражда идеята за алтернативна форма на интелигентност

on this planet.

на тази планета.

This is a brain that is formed in a very strange body,

Това е мозък, формиран в едно много странно тяло.

one that has the equivalent of small satellite brains

Мозък, еквивалентен на малки сателитни мозъци

distributed throughout that body.

разпръснати из такова тяло.

How different is it from the human brain?

Колко различен е от човешкия мозък?

Very different, so it seems,

Доста различен, изглежда.

so much so that my colleagues and I are struggling to understand

Дотолкова, че аз и колегите ми се затрудняваме да разберем

how that brain works.

как един такъв мозък работи.

But what I can tell you for certain

Но това, което със сигурност мога да ви кажа,

is that this brain is capable of some amazing things.

е, че този мозък е способен на някои удивителни неща.

So, who does this brain belong to?

На кого принадлежи този мозък?

Well, join me for a little bit of diving into the ocean,

Присъединете се към мен за кратко гмуркане в океана,

where life began,

където е започнал животът,

and let's have a look.

и нека разгледаме.

You may have seen some of this before,

Може би сте виждали част от това преди,

but we're behind a coral reef, and there's this rock out there,

но сме зад коралов риф и има една скала,

a lot of sand, fishes swimming around ...

много пясък, плуващи наоколо риби.

And all of a sudden this octopus appears,

Изведнъж се появява този октопод

and now it flashes white,

и ни залива с нещо бяло,

inks in my face and jets away.

хвърля мастило в лицето ми и изчезва.

In slow motion reverse,

На забавен кадър и заден ход

you see the ring develop around the eye,

виждате пръстенът, започващ около очите

and then the pattern develops in the skin.

и разпространяващ се по кожата.

And now watch the 3-D texture of the skin change

Сега обърнете внимание как 3Д структурата на кожата се променя,

to really create this beautiful, 3-D camouflage.

за да създаде този красив 3Д камуфлаж.

So there are 25 million color organs called "chromatophores" in the skin,

Има 25 милиона цветни органи, наречени хроматофори, в кожата.

and all those bumps out there, which we call "papillae,"

А всички тези издутини се наричат папили.

and they're all neurally controlled and can change instantaneously.

Те са неврално контролирани и могат да се променят мигновено.

I would argue that dynamic camouflage

Бих казал, че динамичният камуфлаж

is a form of "intelligence."

е форма на интелигентност.

The level of complexity of the skin with fast precision change

Нивото на сложност на кожата с бързо променяща се прецизност

is really quite astonishing.

е наистина поразително.

So what can you do with this skin?

Какво може да се прави с такава кожа?

Well, let's think a little bit about other things besides camouflage

Е, нека за кратко помислим за други неща, различни от камуфлажа,

that they can do with their skin.

които могат да правят с кожата си.

Here you see the mimic octopus and a pattern.

Тук виждате мимикриращия октопод и шарката му.

All of a sudden, it changes dramatically --

Изведнъж се променя изцяло -

that's signaling, not camouflage.

това е с цел сигнализиране, а не камуфлаж.

And then it goes back to the normal pattern.

А след това се връща към предишната шарка.

Then you see the broadclub cuttlefish

Тук виждате вид сепия,

showing this passing cloud display as it approaches a crab prey.

създаваща този преминаващ облак докато приближава плячка от раци.

And finally, you see the flamboyant cuttlefish in camouflage

Накрая, цветна сепия, която използва камуфлаж

and it can shift instantly to this bright warning display.

и бързо се променя в този светъл предупредителен цвят.

What we have here is a sliding scale of expression,

Това, което наблюдаваме, е преходен начин на изразяване,

a continuum, if you will,

континуум, ако желаете,

between conspicuousness and camouflage.

между очебийност и камуфлаж.

And this requires a lot of control.

Това изисква силен контрол.

Well, guess what?

Е, познайте какво?

Brains are really good for control.

Мозъците се справят много добре с контрола.

The brain of the octopus shown here has 35 lobes to the brain,

Мозъкът на октопода, показан тук, има 35 лоба,

80 million tiny cells.

80 милиона малки клетки.

And even though that's interesting,

Въпреки че това е интересно,

what's really odd is that the skin of this animal

наистина странното е, че кожата на това животно

has many more neurons, as illustrated here, especially in the yellow.

има много повече неврони, както се вижда тук, особено в жълто.

There are 300 million neurons in the skin

Има 300 милиона неврони в кожата

and only 80 million in the brain itself --

и само 80 милиона в самия мозък,

four times as many.

тоест 4 пъти повече.

Now, if you look at that,

Ако погледнете това,

there's actually one of those little satellite brains

виждате един от малките сателитни мозъци

and the equivalent of the spinal cord for each of the eight arms.

и еквивалента на гръбначен мозък към всеки от осемте крайника.

This is a very unusual way to construct a nervous system in a body.

Това е доста необичаен начин за конструиране на една нервна система.

Well, what is that brain good for?

За какво служи този мозък?

That brain has to outwit other big, smart brains

Този мозък трябва да надхитри други големи и умни мозъци,

that are trying to eat it,

които се опитват да го изядат

and that includes porpoises and seals

като тези на делфини и тюлени,

and barracudas and sharks

баракуди и акули

and even us humans.

и дори нас, хората.

So decision-making is one of the things that this brain has to do,

Така че вземането на решения е една от задачите на този мозък,

and it does a very good job of it.

в което той е много добър.

Shown here, you see this octopus perambulating along,

Показано тук, виждате обикалящ октопод,

and then it suddenly stops and creates that perfect camouflage.

който изведнъж спира и създава перфектния камуфлаж.

And it's really marvelous,

Това е наистина прекрасно,

because when these animals forage in the wild,

защото, когато търсят храна,

they have to make over a hundred camouflaging decisions

трябва да вземат над 100 камуфлажни решения

in a two-hour forage,

за 2 часа,

and they do that twice a day.

2 пъти на ден.

So, decision-making.

Така че вземане на решения.

They're also figuring out where to go and how to get back home.

Също така решават къде да отидат и как да се върнат в дома си.

So it's a decision-making thing.

Всичко е въпрос на вземане на решения.

We can test this camouflage,

Можем да тестваме камуфлажа

like that cuttlefish you see behind me,

като при тази сепия зад мен,

where we pull the rug out from under it

премахвайки покривалото под нея

and give it a checkerboard,

и замествайки го с шахматна дъска.

and it even uses that strange visual information

Сепията използва дори тази странна визуална информация

and does its best to match the pattern with a little ad-libbing.

и дава най-доброто от себе си, за да я наподоби.

So other cognitive skills are important, too.

Следователно, други когнитивни умения са също важно.

The squids have a different kind of smarts, if you will.

Сепиите имат и други начини да бъдат умни.

They have an extremely complex, interesting sex life.

Имат изключително сложен и интересен сексуален живот.

They have fighting and flirting and courting and mate-guarding

Използват борби, флиртуване, ухажване, пазене на партньора

and deception.

и измама.

Sound familiar?

Да ви звучат познато?

(Laughter)

(Смях)

And it's really quite amazing

Наистина е доста удивително,

that these animals have this kind of intuitive ability

че тези животни притежават такива интуитивни способности

to do these behaviors.

като част от поведението им.

Here you see a male and a female.

Тук виждате мъжки и женска.

The male, on the left, has been fighting off other males

Мъжкият, отляво, се е бил с други мъжки,

to pair with the female,

за да спечели женската,

and now he's showing a dual pattern.

и сега демонстрира двойна шарка.

He shows courtship and love on her side,

Показва ухажване и любов откъм страната на женската,

fighting on the other.

готовност за борба от другата.

Watch him when she shifts places --

Наблюдавайте го докато си сменя позицията.

(Laughter)

(Смях)

and you see that he has fluidly changed the love-courtship pattern

Виждате, че смени любовната шарка

to the side of the female.

да бъде отново към женската.

So this kind of dual signaling simultaneously

Това едновременно двойно сигнализиране

with a changing behavioral context

с променящ се поведенчески контекст

is really extraordinary.

е наистина изключително.

It takes a lot of brain power.

Използва огромна мозъчна мощ.

Now, another way to look at this is that, hmm,

Друг начин, по който да погледнем на това, е

maybe we have 50 million years of evidence for the two-faced male.

може би имаме 50 милиона годишни доказателства за двуличния мъжки.

(Laughter)

(Смях)

All right, let's move on.

Добре. Нека преминем нататък.

(Laughter)

(Смях)

An octopus on a coral reef has a tough job in front it

Октъподът на кораловия риф има трудна задача пред себе си -

to go to so many places, remember and find its den.

да отиде до толкова много места, да ги запомни и да се върне в дупката си.

And they do this extremely well.

И се справя с това изключително добре.

They have short- and long-term memory,

Октоподите имат краткосрочна и дългосрочна памет.

they learn things in three to five trials --

Заучават неща от 3 до 5 опита.

it's a good brain.

Това е добър мозък.

And the spatial memory is unusually good.

А пространствената им памет е необичайно добра.

They will even end their forage and make a beeline

Дори след края на ловуването ще минат по пряк път,

all the way back to their den.

прибирайки се в дупката си.

The divers watching them are completely lost,

Наблюдаващите ги водолази се губят напълно,

but they can get back,

но октоподите успяват да се приберат.

so it's really quite refined memory capability.

Така че това е доста прецизна способност на паметта.

Now, in terms of cognitive skills,

Що се отнася до когнитивните умения,

look at this sleeping behavior in the cuttlefish.

погледнете поведението при сън на сепията.

Especially on the right, you see the eye twitching.

Особено дясното око, което трепти.

This is rapid eye movement kind of dreaming

Това е бързо очно движение като при сънуване,

което считахме, че го има само при бозайниците и птиците.

that we only thought mammals and birds did.

And you see the false color we put in there

Виждате псевдооцветяването, което използваме,

to see the skin patterning flashing,

за да изобразим кожата по този начин.

and this is what's happening a lot.

Използваме го често.

But it's not normal awake behaviors; it's all different.

Но това не е нормално будно поведение. Напълно различно е.

Well, dreaming is when you have memory consolidation,

Сънуването е обединяване на отделни елементи на паметта.

and so this is probably what's happening in the cuttlefish.

Това е, което най-вероятно се случва при сепията.

Now, another form of memory that's really unusual

Друга форма на памет, която е необичайна,

is episodic-like memory.

е епизодично-подобната памет.

This is something that humans need four years of brain development to do

Хората имат нужда от 4 години мозъчно развитие, за да постигнат подобно нещо,

to remember what happened during a particular event,

да запомнят случка от конкретно събитие,

where it happened and when it happened.

къде и кога се е случила.

The "when" part is particularly difficult,

Частта с "кога" е особено трудна

and these children can do that.

и тези деца могат да го правят.

But guess what?

Но познайте какво?

We find recently that the wily cuttlefish also has this ability,

Наскоро открихме, че вид сепия притежава същата способност.

and in experiments last summer,

При експерименти миналото лято,

when you present a cuttlefish with different foods at different times,

на сепията бяха дадени различни храни по различно време

they have to match that with where it was exactly

и те трябваше да свържат храната с точното време на подаване

and when was the last time they saw it.

и кога за последно са я видяли.

Then they have to guide their foraging to the rate of replenishment

След това трябваше да се насочат към мястото,

of each food type in a different place.

където е съответната храна.

Sound complicated?

Звучи ли сложно?

It's so complicated, I hardly understood the experiment.

Толкова е сложно, че дори аз едва разбрах експеримента.

So this is really high-level cognitive processing.

Та това е наистина когнитивна процесивност на високо ниво.

Now, speaking of brains and evolution at the moment,

Говорейки за мозъци и еволюция,

you look on the right, there's the pathway of vertebrate brain evolution,

погледнете вдясно, където е пътят на мозъчната еволюция при гръбначните.

and we all have good brains.

Всички имаме добри мозъци.

I think everyone will acknowledge that.

Мисля, че всеки ще се съгласи.

But if you look on the left side,

Но, ако погледнете отляво,

some of the evolutionary pathway outlined here to the octopus,

някои от еволюционните пътища при октопода

they have both converged, if you will, to complex behaviors

са се слели до сложни поведения

and some form of intelligence.

и някаква форма на интелигентност.

The last common denominator in these two lines

Последният общ белег при тези две линии

was 600 million years ago,

е бил преди 600 милиона години

and it was a worm with very few neurons,

и е бил червей с много малко неврони.

so very divergent paths

Толкова отклоняващи се пътища,

but convergence of complicated behavior.

но приближаващи се сложни поведения.

Here is the fundamental question:

Ето го фундаменталния въпрос:

Is the brain structure of an octopus

Дали мозъчната структура на октопода

basically different down to the tiniest level

е изначално различна до най-малкото си ниво

from the vertebrate line?

от тази на гръбначните?

Now, we don't know the answer,

Е, нямаме отговор на този въпрос,

but if it turns out to be yes,

но, ако се окаже, че е така,

then we have a different evolutionary pathway

тогава това е различен еволюционен път,

to create intelligence on planet Earth,

създаващ интелигентност на планетата Земя.

and one might think that the artificial intelligence community

Човек може да си помисли, че изучаващите изкуствения интелект

might be interested in those mechanisms.

биха се заинтересували от тези механизми.

Well, let's talk genetics just for a moment.

Нека си поговорим за генетика за момент.

We have genomes, we have DNA,

Имаме геноми, имаме ДНК,

DNA is transcripted into RNA,

ДНК се транскрибира в РНК,

RNA translates that into a protein, and that's how we come to be.

а РНК се транслира в белтъци, и това води до съществуването ни.

Well, the cephalopods do it differently.

Е, цефалоподите го правят по различен начин.

They have big genomes, they have DNA,

Те имат големи геноми, имат ДНК,

they transcript it into RNA,

траскрибират я в РНК,

but now something dramatically different happens.

но тук се случва нещо драматично различно.

They edit that RNA at an astronomical weird rate,

Редактират тази РНК с астрономически странна скорост,

a hundredfold more than we as humans or other animals do.

100 пъти повече отколкото при хората или други животни.

And it produces scores of proteins.

Това произвежда огромен брой белтъци.

And guess where most of them are for?

Познайте закъде са повечето от тях?

The nervous system.

Нервната система.

So perhaps this is an unorthodox way

Вероятно това е неортодоксален начин

for an animal to evolve behavioral plasticity.

за животно да развива поведенческа пластичност.

This is a lot of conjecture, but it's food for thought.

Това са доста догадки, но все пак храна за размисъл.

Now, I'd like to share with you for a moment

Сега бих искал да споделя с вас за момент

my experience, and using my smarts and that of my colleagues,

опита ми и, използвайки моята интелигентност и на колегите ми,

to try and get this kind of information.

за да опитам да извлека следващата информация.

Гмуркаме се, но не можем да останем под вода завинаги,

We're diving, we can't stay underwater forever

because we can't breathe it,

защото няма да можем да дишаме.

so we have to be efficient in what we do.

Затова трябва да сме ефективни в действията си.

The total sensory immersion into that world

Цялото потапяне в този свят

is what helps us understand what these animals are really doing,

е това, което ни помага да разберем какво наистина правят тези животни.

and I have to tell you that it's really an amazing experience

Трябва да ви кажа, че това наистина е удивително изживяване -

to be down there and having this communication

да си там долу и да имаш това общуване

with an octopus and a diver

между октопода и водолаза,

when you really begin to understand that this is a thinking, cogitating,

когато наистина започнеш да разбираш, че това е мислещо, разсъждаващо

curious animal.

и любопитно животно.

And this is the kind of thing that really inspires me endlessly.

Точно това е нещото, което безкрайно ме вдъхновява.

Let's go back to that smart skin for a few moments.

Нека се върнем към тази умна кожа за малко.

Here's a squid and a camouflage pattern.

Ето я сепията и камуфлажната шарка.

We zoom down and we see there's beautiful pigments and reflectors.

Приближаваме и виждаме красиви пигменти и рефлектори.

There are the chromatophores opening and closing very quickly.

Има хроматофори, които се отварят и затварят много бързо.

And then, in the next layer of skin,

След това, в следващия кожен слой,

it's quite interesting.

става още по-интересно.

The chromatophores are closed,

Хроматофорите са затворени

and you see this magical iridescence just come out of the skin.

и виждате тази магична иридисценция, идваща от кожата.

This is also neurally controlled,

Това също е неврално контролирано.

so it's the combination of the two,

При комбинацията от двата слоя,

as seen here in the high-resolution skin of the cuttlefish,

както се вижда тук под висока резолюция,

where you get this beautiful pigmentary structural coloration

се получава това красиво пигментирано и структурирано оцветяване

and even the faint blushing that is so beautiful.

и дори най-малката промяна е красива.

Well, how can we make use of some of this information?

Как бихме могли да използваме такава информация?

I talked about those skin bumps, the papillae.

Споменах ви за кожните издутини, папилите.

Here's the giant Australian cuttlefish.

Това е гигантската австралийска сепия.

It's got smooth skin and a conspicuous pattern.

Има гладка кожа и ясно виждаща се шарка.

I took five pictures in a row one second apart,

Направих 5 последователни снимки през 1 секунда

and just watch this animal morph -- one, two, three, four, five --

и просто вижте как това животно се слива - 1, 2, 3, 4, 5 -

and now I'm a seaweed.

и вече съм водорасло.

And then we can come right back out of it

След това можем да се върнем обратно

to see the smooth skin and the conspicuousness.

и да видим гладката кожа и ясната шарка.

So this is really marvelous, morphing skin.

Това е наистина прекрасно, трансфомираща се кожа.

You can see it in more detail here.

Можете да я видите по-детайлно тук.

Periscope up,

Вдигате перископа

and you've got those beautiful papillae.

и виждате красивите папили.

And then we look in a little more detail,

После да огледаме малко повече детайли.

you can see the individual papillae come up,

Можете да видите отделните папили да се повявят,

and there are little ridges on there,

а там има малки ръбове.

so it's a papilla on papilla and so forth.

Тоест това са папила върху папила и така нататък.

Every individual species out there has more than a dozen shapes and sizes

Всеки отделен вид има повече от дузина форми и размери

of those bumps

на тези издутини,

to create fine-tuned, neurally controlled camouflage.

за да създаде прецизен неврално контролиран камуфлаж.

So now, my colleagues at Cornell, engineers,

Сега мои колеги от Корнел, инженери,

watched our work and said, "We think we can make some of those."

видяха работата ни и казаха: "Мислим, че можем да направим такива."

Because in industry and society,

Защото в индустрията и обществото

this kind of soft materials under control of shape

такива меки материи с контролирана форма

are really very rare.

са голяма рядкост.

And they went ahead, worked with us

Те се заеха, работиха с нас

and made the first samples of artificial papillae, soft materials,

и създадоха първите проби на изкуствени папили, мека материя,

shown here.

показана тук.

And you see them blown up into different shapes,

И ги виждате в различни форми.

And then you can press your finger on them

После можете да ги притиснете с пръст,

to see that they're a little bit malleable as they are.

за да видите, че са меки.

And so this is an example of how that might work.

Така че това е един пример как биха могли да работят.

Well, I want to segue from this into the color of fabrics,

Бих искал да се прехвърля към цветовете на материите

and I imagine that could have a lot of applications as well.

и си представям също множество приложения.

Just look at this kaleidoscope of color

Просто погеднете този калейдоскоп, цветен,

of dynamically controlled pigments and reflectors

с динамично променящи се пигменти и рефлектори

that we see in the cephalopods.

като при цефалоподите.

We know enough about the mechanics of how they work

Знаем достатъчно за механиката, по която работят,

that we can begin to translate this

за да започнем да пренасяме това

not only into fabrics

не само върху различни материи,

but perhaps even into changeable cosmetics.

но може би и върху козметиката.

And moreover, there's been the recent discovery

Още повече, че наскоро откриха

of light-sensing molecules in the skin of octopus

светочувствителна молекула в кожата на октопода,

which may pave the way to, eventually, smart materials

която може да постели пътя към умни материали,

that sense and respond on their own.

които усещат и отговарят самостоятелно.

Well, this form of biotechnology, or biomimicry, if you will,

Тази форма на биотехнология, биомимикрия, ако искате,

could change the way we look at the world even above water.

може да промени дори виждането ни за света над водата.

Take, for example, artificial intelligence

Вземете например изкуствения интелект,

that might be inspired by the body-distributed brain

вдъхновен от разпръснатия из тялото мозък

and behavior of the octopus

и поведението на октопода

or the smart skin of a cuttlefish

или умната кожа на сепията,

translated into cutting-edge fashion.

използвани във високо напреднала технология.

Well, how do we get there?

Как да стигнем до там?

Maybe all we have to do

Може би всичко, което е необходимо,

is to begin to be a little bit smarter

е да станем малко по-умни

about how smart the cephalopods are.

за това колко умни са цефалоподите.

Thank you.

Благодаря.

(Applause)

(Аплодисменнти)