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

Traducteur: Jules Daunay Relecteur: Savithri Nelson

This is a strange and wonderful brain,

Voici un étrange et merveilleux cerveau,

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

qui fait naître l'idée d'une autre forme d’intelligence

on this planet.

sur cette planète.

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

Il s'agit d'un cerveau qui se trouve dans un corps très étrange,

one that has the equivalent of small satellite brains

l'équivalent de petits cerveaux satellites

distributed throughout that body.

répartis dans tout ce corps.

How different is it from the human brain?

En quoi diffère-t-il du cerveau humain ?

Very different, so it seems,

Il semble très différent,

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

à tel point que mes collègues et moi avons du mal à comprendre

how that brain works.

comment il fonctionne.

But what I can tell you for certain

Mais ce que je peux vous dire avec certitude,

is that this brain is capable of some amazing things.

c'est que ce cerveau a des capacités extraordinaires.

So, who does this brain belong to?

A qui appartient donc ce cerveau ?

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

Eh bien, suivez-moi pour une plongée dans l'océan,

where life began,

là où la vie a commencé,

and let's have a look.

et ouvrons l’œil.

You may have seen some of this before,

Vous avez peut-être déjà vu ça,

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

nous sommes derrière un récif de corail et il y a ce rocher là-bas,

a lot of sand, fishes swimming around ...

beaucoup de sable, des poissons qui nagent autour...

And all of a sudden this octopus appears,

Et tout à coup, une pieuvre apparaît.

and now it flashes white,

Soudain elle devient blanche,

me jette son encre au visage et file.

inks in my face and jets away.

En marche arrière et au ralenti,

In slow motion reverse,

you see the ring develop around the eye,

on voit l'anneau se former autour de l’œil

and then the pattern develops in the skin.

puis le motif se dessiner sur la peau.

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

Et maintenant, regardez la texture en 3D de la peau évoluer

to really create this beautiful, 3-D camouflage.

pour créer ce magnifique camouflage en 3D.

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

Les 25 millions de cellules pigmentaires de la peau, appelées « chromatophores »,

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

et toutes ces bosses, que nous nommons « papilles »,

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

sont contrôlées par les neurones et peuvent changer instantanément.

I would argue that dynamic camouflage

Je dirais que le camouflage dynamique

is a form of "intelligence."

est une forme « d'intelligence ».

Le niveau de complexité de la peau avec sa métamorphose rapide et précise

The level of complexity of the skin with fast precision change

is really quite astonishing.

est vraiment étonnant.

So what can you do with this skin?

Que pouvez-vous faire avec cette peau ?

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

Eh bien, réfléchissons un peu aux autres choses qu'ils peuvent faire

that they can do with their skin.

avec leur peau, en dehors du camouflage.

Here you see the mimic octopus and a pattern.

Vous voyez ici la pieuvre mimétique recouverte d'un motif.

All of a sudden, it changes dramatically --

Tout à coup, elle change radicalement –

that's signaling, not camouflage.

c'est un signal, pas un camouflage.

And then it goes back to the normal pattern.

Et puis, elle revient au motif normal.

Then you see the broadclub cuttlefish

Voyez aussi cette seiche à grandes mains

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

se transformer en nuage qui passe à l'approche d'une proie, un crabe.

And finally, you see the flamboyant cuttlefish in camouflage

Enfin, regardez cette seiche flamboyante sous son camouflage

and it can shift instantly to this bright warning display.

qui peut afficher en un instant cet aspect lumineux pour faire peur.

What we have here is a sliding scale of expression,

Nous avons là une échelle progressive d’expressions,

a continuum, if you will,

un continuum, si vous préférez,

between conspicuousness and camouflage.

entre la visibilité et le camouflage.

And this requires a lot of control.

Et cela demande une parfaite maîtrise.

Well, guess what?

Eh bien, devinez quoi ?

Brains are really good for control.

Le cerveau sait très bien le faire.

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

Le cerveau de la pieuvre visible ici est composé de 35 lobes,

80 million tiny cells.

80 millions de cellules minuscules.

And even though that's interesting,

Et même si c'est intéressant,

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

le plus étrange dans tout ça, c'est que sa peau

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

a beaucoup plus de neurones, comme on le voit ici en jaune.

There are 300 million neurons in the skin

Il y a 300 millions de neurones sur sa peau

and only 80 million in the brain itself --

et seulement 80 millions dans le cerveau –

four times as many.

soit quatre fois plus.

Now, if you look at that,

Si vous regardez de plus près,

there's actually one of those little satellite brains

il y a, en fait, un de ces petits cerveaux satellites

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

et l'équivalent de la moelle épinière pour chacun des huit bras.

C'est une manière très inhabituelle de former un système nerveux dans un corps.

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

Well, what is that brain good for?

Eh bien, à quoi sert ce cerveau ?

That brain has to outwit other big, smart brains

Ce cerveau doit damer le pion à d'autres cerveaux grands et intelligents

that are trying to eat it,

qui essaient de le manger,

and that includes porpoises and seals

notamment les marsouins, les phoques,

and barracudas and sharks

les barracudas, les requins

and even us humans.

et même nous, les humains.

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

Prendre des décisions est une des choses que ce cerveau doit faire,

and it does a very good job of it.

et il y arrive très bien.

Shown here, you see this octopus perambulating along,

Ici, vous voyez cette pieuvre se promener,

and then it suddenly stops and creates that perfect camouflage.

puis elle s'arrête soudainement et crée ce camouflage parfait.

And it's really marvelous,

C'est vraiment merveilleux,

because when these animals forage in the wild,

car quand ces animaux chassent dans la nature,

they have to make over a hundred camouflaging decisions

ils doivent prendre plus de cent décisions de camouflage

in a two-hour forage,

en deux heures de chasse,

and they do that twice a day.

ce qu'ils font deux fois par jour.

So, decision-making.

La prise de décision.

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

Ils déterminent aussi où aller et comment rentrer chez eux.

So it's a decision-making thing.

C'est aussi une prise de décision.

Nous pouvons tester leur camouflage,

We can test this camouflage,

like that cuttlefish you see behind me,

comme avec cette seiche derrière moi,

where we pull the rug out from under it

pour qui on a changé le sol,

and give it a checkerboard,

le remplaçant par un damier.

and it even uses that strange visual information

Mais elle utilise même cette étrange information visuelle

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

et, en improvisant un peu, fait de son mieux pour l'imiter.

So other cognitive skills are important, too.

D'autres capacités cognitives sont également importantes.

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

Les calamars ont un autre type d'intelligence pour ainsi dire.

They have an extremely complex, interesting sex life.

Ils ont une vie sexuelle intéressante et extrêmement complexe.

They have fighting and flirting and courting and mate-guarding

Ils se battent, flirtent, se font la cour, protègent leur partenaire

and deception.

et se font des infidélités.

Sound familiar?

Cela vous semble familier ?

(Laughter)

(Rires)

And it's really quite amazing

C'est vraiment étonnant

that these animals have this kind of intuitive ability

que ces animaux aient ce genre de capacité intuitive

to do these behaviors.

pour se comporter ainsi.

Here you see a male and a female.

Voici un mâle et une femelle.

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

Le mâle, sur la gauche, a repoussé d'autres mâles

to pair with the female,

pour s'accoupler avec la femelle.

and now he's showing a dual pattern.

Il affiche alors deux motifs.

He shows courtship and love on her side,

Il exprime la séduction et l'amour à la femelle,

fighting on the other.

et le combat de l'autre côté.

Watch him when she shifts places --

Regardez-le quand elle change de place –

(Laughter)

(Rires)

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

et vous voyez qu'il a transféré le motif de l'amour, de la séduction

to the side of the female.

du côté de la femelle.

Cette sorte de double signal

So this kind of dual signaling simultaneously

qui s'adapte immédiatement aux changements de contexte

with a changing behavioral context

is really extraordinary.

est vraiment extraordinaire

It takes a lot of brain power.

et nécessite un cerveau puissant.

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

Ou alors on pourrait dire que c'est la preuve que l'hypocrisie masculine

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

remonte à 50 millions d'années !

(Laughter)

(Rires)

All right, let's move on.

Très bien, avançons.

(Laughter)

(Rires)

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

Dans un récif corallien, une pieuvre a la lourde tâche

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

d'aller dans plein d'endroits, puis de s'en souvenir et retrouver son foyer.

And they do this extremely well.

Et elle le fait extrêmement bien.

They have short- and long-term memory,

Elle a une mémoire à court et à long terme ;

they learn things in three to five trials --

elle apprend au bout de trois à cinq essais –

it's a good brain.

elle a un bon cerveau.

And the spatial memory is unusually good.

Et sa mémoire spatiale est étonnamment développée.

They will even end their forage and make a beeline

Elle arrêtera même sa chasse et rentrera en ligne droite

all the way back to their den.

jusqu'à son repaire.

Les plongeurs qui l'observent sont perdus,

The divers watching them are completely lost,

but they can get back,

mais elle, elle sait retrouver son chemin,

so it's really quite refined memory capability.

démontrant des capacités de mémorisation sophistiquées.

Now, in terms of cognitive skills,

En matière de compétences cognitives,

look at this sleeping behavior in the cuttlefish.

regardez comment la seiche se comporte quand elle dort.

Especially on the right, you see the eye twitching.

A droite, vous voyez l'œil se contracter.

This is rapid eye movement kind of dreaming

C'est un mouvement oculaire rapide lié au fait de rêver,

that we only thought mammals and birds did.

que nous pensions réservé aux mammifères et aux oiseaux.

And you see the false color we put in there

Regardez la couleur artificielle sur ces images

to see the skin patterning flashing,

pour voir le scintillement du motif de la peau,

and this is what's happening a lot.

ce qui arrive très souvent.

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

Ce ne sont pas des comportements normaux à l'éveil : c'est très différent.

Well, dreaming is when you have memory consolidation,

On consolide sa mémoire lorsqu'on rêve,

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

et c'est donc probablement ce qui arrive à la seiche ici.

Now, another form of memory that's really unusual

Une autre forme de mémoire vraiment inhabituelle

is episodic-like memory.

est la mémoire épisodique.

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

Les humains ont besoin de quatre années de développement du cerveau

to remember what happened during a particular event,

pour se souvenir de ce qu'il s'est passé lors d'un événement particulier,

where it happened and when it happened.

à quel endroit et à quel moment.

The "when" part is particularly difficult,

La partie « quand » est particulièrement difficile,

and these children can do that.

mais nos enfants peuvent le faire.

But guess what?

Et devinez quoi ?

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

Nous avons récemment découvert que l'habile seiche a aussi cette capacité.

Lors d'expériences menées l'été dernier,

and in experiments last summer,

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

nous avons présenté différents aliments à une seiche à des moments différents.

they have to match that with where it was exactly

Elle devait se rappeler de l'endroit précis où elle les a vus

and when was the last time they saw it.

et de quand elle les a vus pour la dernière fois.

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

Ensuite, elle doit chasser selon le taux de réapprovisionnement

of each food type in a different place.

de chaque type d'aliment dans un endroit différent.

Sound complicated?

Ça vous semble compliqué ?

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

C'est si compliqué que j'ai à peine compris l'expérience.

So this is really high-level cognitive processing.

Il s'agit donc d'un processus cognitif de très haut niveau.

Now, speaking of brains and evolution at the moment,

En ce qui concerne le cerveau et l'évolution,

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

vous voyez à droite l'évolution du cerveau des vertébrés.

and we all have good brains.

Nous avons tous de bons cerveaux.

I think everyone will acknowledge that.

Je pense que tout le monde est d'accord.

But if you look on the left side,

Mais si vous regardez à gauche

some of the evolutionary pathway outlined here to the octopus,

les chemins évolutifs décrits ici mènent vers la pieuvre.

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

Ces évolutions ont toutes deux convergé vers des comportements complexes

and some form of intelligence.

et une certaine forme d'intelligence.

The last common denominator in these two lines

Le dernier ancêtre commun à ces deux branches

was 600 million years ago,

remonte à 600 millions d'années,

and it was a worm with very few neurons,

et c'était un ver de terre avec peu de neurones.

so very divergent paths

Ils ont eu des chemins très différents

but convergence of complicated behavior.

mais une convergence vers un comportement complexe.

Here is the fundamental question:

La question fondamentale est la suivante :

Is the brain structure of an octopus

la structure du cerveau d'une pieuvre

basically different down to the tiniest level

diffère-t-elle fondamentalement dans les plus petits détails

from the vertebrate line?

de la branche des vertébrés ?

Now, we don't know the answer,

Nous ne connaissons pas encore la réponse,

but if it turns out to be yes,

mais, si elle s'avère positive,

then we have a different evolutionary pathway

alors nous aurions trouvé une autre voie évolutive

to create intelligence on planet Earth,

qui mène à l'intelligence sur la Terre.

and one might think that the artificial intelligence community

Les spécialistes de l'intelligence artificielle

pourraient s'intéresser à ces mécanismes.

might be interested in those mechanisms.

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

Parlons de génétique juste un instant.

We have genomes, we have DNA,

Nous avons des génomes, de l'ADN ;

DNA is transcripted into RNA,

notre ADN est transcrit en ARN,

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

et notre ARN le traduit en une protéine – c'est ainsi que nous voyons le jour.

Pour les céphalopodes, c'est différent.

Well, the cephalopods do it differently.

They have big genomes, they have DNA,

Ils ont de grands génomes, de l'ADN

they transcript it into RNA,

qu'ils transcrivent en ARN,

but now something dramatically different happens.

mais, là, il se produit quelque chose de radicalement différent.

They edit that RNA at an astronomical weird rate,

Les céphalopodes traduisent l'ARN à une vitesse astronomique,

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

cent fois plus vite que chez l'homme ou d'autres animaux.

And it produces scores of proteins.

Ils produisent des milliers de protéines.

And guess where most of them are for?

Et devinez à quoi servent la plupart d'entre eux ?

The nervous system.

Au système nerveux.

So perhaps this is an unorthodox way

C'est peut-être une façon peu orthodoxe

for an animal to evolve behavioral plasticity.

pour un animal de faire évoluer sa plasticité comportementale.

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

Voilà beaucoup d'hypothèses, qui donnent matière à réflexion.

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

Maintenant, j'aimerais partager avec vous mon expérience

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

en m'appuyant sur mes connaissances et celles de mes collègues

to try and get this kind of information.

pour essayer de trouver des réponses.

En plongée, on ne peut pas rester longtemps sous l'eau,

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

because we can't breathe it,

car on ne peut pas respirer,

so we have to be efficient in what we do.

on doit donc agir efficacement.

The total sensory immersion into that world

L'immersion sensorielle complète dans ce monde

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

nous aide à comprendre ce que ces animaux font réellement,

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

et je dois vous dire que c'est formidable

to be down there and having this communication

d'être sous l'eau et de vivre cette interaction

with an octopus and a diver

entre une pieuvre et un plongeur,

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

quand on commence à comprendre que c'est un animal qui pense et réfléchit,

curious animal.

et qui est curieux.

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

C'est le genre de choses qui m'inspirent infiniment.

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

Revenons un moment à cette peau intelligente.

Here's a squid and a camouflage pattern.

Voici un calamar et un motif de camouflage.

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

En zoomant, on voit de magnifiques pigments et réflecteurs.

There are the chromatophores opening and closing very quickly.

Ce sont les chromatophores qui s'ouvrent et se ferment très vite.

Et puis, la couche suivante de peau

And then, in the next layer of skin,

est très intéressante.

it's quite interesting.

The chromatophores are closed,

Les chromatophores y sont fermés,

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

et vous voyez cette irisation extraordinaire qui émane de la peau,

This is also neurally controlled,

qui est aussi contrôlée par les neurones.

so it's the combination of the two,

C'est donc la combinaison de ces deux couches,

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

comme on le voit ici avec la peau en haute définition de la seiche,

where you get this beautiful pigmentary structural coloration

où on voit cette jolie coloration structurelle des pigments

and even the faint blushing that is so beautiful.

et même ce léger rougissement qui est si beau.

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

Comment ces informations peuvent-elles nous être utiles ?

I talked about those skin bumps, the papillae.

J'ai évoqué ces bosses, les papilles.

Here's the giant Australian cuttlefish.

Voici la seiche géante d'Australie.

It's got smooth skin and a conspicuous pattern.

Elle a la peau lisse et un motif bien visible.

I took five pictures in a row one second apart,

J'ai pris cinq photos à la suite à une seconde d'intervalle

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

et j'ai observé cet animal se transformer – un, deux, trois, quatre, cinq –

and now I'm a seaweed.

et voici une algue.

And then we can come right back out of it

Revenons maintenant en arrière

to see the smooth skin and the conspicuousness.

pour revoir la peau lisse et le motif bien visible.

So this is really marvelous, morphing skin.

C'est vraiment merveilleux, une peau qui se transforme.

You can see it in more detail here.

Vous pouvez voir plus de détails ici.

Periscope up,

Regardez de plus près

and you've got those beautiful papillae.

et vous verrez ces belles papilles.

And then we look in a little more detail,

Et puis, si on regarde un peu plus en détail,

you can see the individual papillae come up,

on peut voir apparaître chaque papille.

and there are little ridges on there,

Il y a des petites stries dessus,

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

une papille est sur une autre et ainsi de suite.

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

Chaque espèce unique a plus d'une dizaine de formes et de tailles

of those bumps

de ces bosses

to create fine-tuned, neurally controlled camouflage.

pour créer un camouflage précis, contrôlé par les neurones.

So now, my colleagues at Cornell, engineers,

Mes collègues ingénieurs de l'université Cornell

ont vu notre travail et nous ont dit : « On pense pouvoir en fabriquer. »

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

Car dans l’industrie et la société,

Because in industry and society,

this kind of soft materials under control of shape

ce type de matériaux souples dont la forme est contrôlée

are really very rare.

est vraiment très rare.

And they went ahead, worked with us

Ils l'ont fait, ont travaillé avec nous

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

pour créer les premiers échantillons de papilles artificielles, en matière souple,

shown here.

montrés ici.

And you see them blown up into different shapes,

Vous les voyez gonfler en des formes variées.

And then you can press your finger on them

Vous pouvez appuyer dessus avec le doigt

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

pour voir qu'elles sont un peu malléables.

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

Voici un exemple de la façon dont cela pourrait fonctionner.

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

Je voudrais enchaîner sur la coloration des textiles,

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

qui, j'imagine, peut aussi trouver de nombreuses applications.

Just look at this kaleidoscope of color

Il suffit de regarder ce kaléidoscope coloré

of dynamically controlled pigments and reflectors

de pigments et de reflets évoluant à volonté,

that we see in the cephalopods.

que nous observons chez les céphalopodes.

We know enough about the mechanics of how they work

Nous en savons assez sur la mécanique de leur fonctionnement

that we can begin to translate this

pour commencer à l'utiliser

not only into fabrics

non seulement pour les textiles,

but perhaps even into changeable cosmetics.

mais peut-être même pour des cosmétiques versatiles.

And moreover, there's been the recent discovery

En outre, on a récemment découvert

of light-sensing molecules in the skin of octopus

des molécules qui détectent la lumière dans la peau du poulpe,

which may pave the way to, eventually, smart materials

ce qui pourrait un jour ouvrir la voie à des matières intelligentes,

that sense and respond on their own.

capables de percevoir et de réagir toutes seules.

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

Cette forme de biotechnologie, ou biomimétique, si vous préférez,

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

pourrait changer notre façon de voir le monde, même en dehors de l'eau.

Take, for example, artificial intelligence

Prenez, par exemple, l'intelligence artificielle

that might be inspired by the body-distributed brain

qui pourrait s'inspirer du cerveau de la pieuvre, réparti dans tout le corps,

and behavior of the octopus

et de son comportement ;

or the smart skin of a cuttlefish

ou bien la peau intelligente de la seiche

translated into cutting-edge fashion.

qui pourrait inspirer la mode la plus pointue.

Well, how do we get there?

Comment y parvenir ?

Maybe all we have to do

Peut-être que tout ce que nous avons à faire,

is to begin to be a little bit smarter

c'est de commencer à être plus éclairés

about how smart the cephalopods are.

sur l'intelligence des céphalopodes.

Thank you.

Merci.

(Applause)

(Applaudissements)