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

Traduttore: Francesca Galdi Revisore: Anna Cristiana Minoli

This is a strange and wonderful brain,

Questo è un cervello strano e meraviglioso,

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

che fa pensare ad una sorta di intelligenza alternativa

on this planet.

su questo pianeta.

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

È un cervello che si sviluppa in un corpo molto strano,

one that has the equivalent of small satellite brains

e che ha l'equivalente di piccoli cervelli satelliti

distributed throughout that body.

distribuiti in tutto il corpo.

How different is it from the human brain?

Quanto è diverso dal cervello umano?

Very different, so it seems,

Molto diverso, a quanto pare,

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

al punto che io e i miei colleghi facciamo fatica a capire

how that brain works.

come funziona quel cervello.

But what I can tell you for certain

Ma ciò che posso dire con certezza

is that this brain is capable of some amazing things.

è che questo cervello è in grado di fare grandi cose.

So, who does this brain belong to?

Quindi, a chi appartiene questo cervello?

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

Bene, seguitemi in una veloce immersione nell'oceano,

where life began,

dove la vita ha avuto inizio,

and let's have a look.

e diamo un'occhiata.

You may have seen some of this before,

Forse è una cosa che avrete già visto,

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

ma siamo dietro a una barriera corallina, e si vede questa roccia,

a lot of sand, fishes swimming around ...

molta sabbia, pesci che nuotano...

And all of a sudden this octopus appears,

E all'improvviso appare questo polpo,

and now it flashes white,

e ora sbianca,

inks in my face and jets away.

mi spruzza inchiostro e scappa.

In slow motion reverse,

Al rallentatore invertito,

you see the ring develop around the eye,

appare il cerchio intorno all'occhio,

and then the pattern develops in the skin.

e poi lo stesso motivo si forma sulla pelle.

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

E ora guardate come cambiano i rilievi 3D della pelle

to really create this beautiful, 3-D camouflage.

per creare questo bellissimo mimetismo 3D.

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

Ci sono 25 milioni di punti pigmentati chiamati "cromatofori" sulla pelle,

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

e tutte quelle protuberanze che chiamiamo "papille",

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

e sono tutti controllati dal cervello e possono cambiare istantaneamente.

I would argue that dynamic camouflage

Io ritengo che il mimetismo dinamico

is a form of "intelligence."

sia una forma di "intelligenza".

The level of complexity of the skin with fast precision change

Il livello di complessità della pelle, rapida e precisa nel cambiamento

is really quite astonishing.

è davvero sorprendente.

So what can you do with this skin?

Dunque, cosa si può fare con una pelle così?

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

Pensiamo un po' alle altre cose, oltre al mimetismo,

that they can do with their skin.

che possono fare con la loro pelle.

Here you see the mimic octopus and a pattern.

Qui potete vedere il polpo con un motivo sulla pelle.

All of a sudden, it changes dramatically --

All'improvviso, cambia completamente.

that's signaling, not camouflage.

Questo è un segnale, non mimetismo.

And then it goes back to the normal pattern.

E poi ritorna al colore normale.

Then you see the broadclub cuttlefish

Poi c'è la seppia gigante

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

che simula delle nuvole di passaggio mentre si avvicina alla preda.

And finally, you see the flamboyant cuttlefish in camouflage

Infine la metasepia pfefferi che si mimetizza

and it can shift instantly to this bright warning display.

e può passare istantaneamente a questo acceso colore d'allarme.

What we have here is a sliding scale of expression,

Quella che abbiamo davanti è una scala progressiva di espressione,

a continuum, if you will,

un continuo, per dirla così,

between conspicuousness and camouflage.

tra il dare nell'occhio e il mimetismo.

And this requires a lot of control.

E ciò richiede un gran controllo.

Well, guess what?

E indovinate un po'.

Brains are really good for control.

Il cervello è ottimo per controllare.

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

Il cervello di polpo mostrato qui ha 35 lobi,

80 million tiny cells.

80 milioni di minuscole cellule.

And even though that's interesting,

E per quanto ciò sia interessante,

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

la cosa strana è che la pelle di questo animale

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

ha molti più neuroni, come illustrato qui, in particolare in giallo.

There are 300 million neurons in the skin

Ci sono 300 milioni di neuroni nella pelle

and only 80 million in the brain itself --

e solo 80 milioni nel cervello in sé...

four times as many.

quattro volte in più.

Now, if you look at that,

Se guardate qui,

there's actually one of those little satellite brains

c'è uno di quei piccoli cervelli satelliti

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

e l'equivalente del midollo spinale in ogni tentacolo.

È un'organizzazione piuttosto insolita per il sistema nervoso di un corpo.

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

Well, what is that brain good for?

A cosa serve un cervello del genere?

That brain has to outwit other big, smart brains

Quel cervello deve battere altri acuti cervelloni

that are trying to eat it,

che cercano di mangiarlo,

and that includes porpoises and seals

inclusi focene, foche,

and barracudas and sharks

barracuda, squali

and even us humans.

e anche noi umani.

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

Quindi, prendere decisioni è uno dei compiti di questo cervello,

and it does a very good job of it.

e lo fa molto bene.

Shown here, you see this octopus perambulating along,

Qui vedete questo polpo che se ne va in giro,

and then it suddenly stops and creates that perfect camouflage.

e all'improvviso si ferma e si mimetizza perfettamente.

And it's really marvelous,

Ed è straordinario,

because when these animals forage in the wild,

perché quando questi animali cacciano in natura,

they have to make over a hundred camouflaging decisions

devono prendere più di cento decisioni di mimetismo

in due ore di caccia,

in a two-hour forage,

and they do that twice a day.

e lo fanno due volte al giorno.

So, decision-making.

Prendere decisioni.

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

Devono anche decidere dove andare e come tornare a casa.

So it's a decision-making thing.

È un processo decisionale.

We can test this camouflage,

Possiamo testare il mimetismo,

like that cuttlefish you see behind me,

ad esempio in quella seppia dietro di me,

where we pull the rug out from under it

rimuovendo il fondo

and give it a checkerboard,

e sostituendolo con degli scacchi,

and it even uses that strange visual information

la seppia usa anche questa strana informazione visiva

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

e fa del suo meglio per imitarla con un po' di fantasia.

So other cognitive skills are important, too.

Anche altre abilità cognitive sono importanti.

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

I calamari hanno altri talenti, per così dire.

They have an extremely complex, interesting sex life.

Hanno un'interessante vita sessuale estremamente complessa.

They have fighting and flirting and courting and mate-guarding

Combattono, seducono, corteggiano, proteggono

and deception.

e ingannano.

Sound familiar?

Vi suona familiare?

(Laughter)

(Risate)

And it's really quite amazing

È davvero straordinario

that these animals have this kind of intuitive ability

che questi animali abbiano un'istintiva abilità

to do these behaviors.

per questi comportamenti.

Here you see a male and a female.

Qui vedete un maschio e una femmina.

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

Il maschio, a sinistra, ha battuto altri maschi

to pair with the female,

per avere la femmina,

and now he's showing a dual pattern.

e ora mostra una doppia colorazione.

He shows courtship and love on her side,

Un lato per il corteggiamento e l'amore,

fighting on the other.

e l'altro per il combattimento.

Watch him when she shifts places --

Guardatelo quando si scambiano di posto...

(Laughter)

(Risate)

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

e sposta con fluidità il colore del corteggiamento

to the side of the female.

dal lato della femmina.

So this kind of dual signaling simultaneously

Questo tipo di segnale doppio

contemporaneo ad una variazione del contesto comportamentale

with a changing behavioral context

is really extraordinary.

è davvero straordinario.

It takes a lot of brain power.

Richiede grande potenza cerebrale.

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

Un altro punto di vista potrebbe essere

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

che forse abbiamo 50 milioni di anni di prove del doppio gioco maschile.

(Laughter)

(Risate)

All right, let's move on.

D’accordo, andiamo avanti.

(Laughter)

(Risate)

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

Un polpo su una barriera corallina ha un duro lavoro da fare

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

per andare in tanti posti diversi, ricordare e trovare la sua tana.

And they do this extremely well.

E i polpi lo fanno molto bene. Hanno memoria a breve e lungo termine,

They have short- and long-term memory,

they learn things in three to five trials --

imparano cose nuove tra tre e cinque tentativi...

it's a good brain.

è un buon cervello.

And the spatial memory is unusually good.

E la memoria spaziale è insolitamente buona.

They will even end their forage and make a beeline

Addirittura finiscono di cacciare e tornano in linea retta

all the way back to their den.

fino alla loro tana.

The divers watching them are completely lost,

I sub che li osservano sono completamente persi,

but they can get back,

ma loro sanno tornare,

so it's really quite refined memory capability.

è una capacità di memoria molto fine.

Now, in terms of cognitive skills,

Riguardo alle abilità cognitive,

guardate il comportamento nel sonno della seppia.

look at this sleeping behavior in the cuttlefish.

Especially on the right, you see the eye twitching.

In particolare a destra, vedete l’occhio che batte.

This is rapid eye movement kind of dreaming

Si tratta di qualcosa di simile alla fase REM del sonno

that we only thought mammals and birds did.

che pensavamo avessero solo mammiferi e uccelli.

And you see the false color we put in there

E vedete i colori falsati che usiamo

to see the skin patterning flashing,

per evidenziare i guizzi di colore sulla pelle,

and this is what's happening a lot.

e questo è proprio ciò che accade.

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

Ma non è come il comportamento da svegli, è molto diverso.

Well, dreaming is when you have memory consolidation,

Nel sogno si verifica il consolidamento dei ricordi,

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

ed è probabilmente ciò che sta accade nella seppia.

Now, another form of memory that's really unusual

Un’altra forma di memoria che è davvero insolita

is episodic-like memory.

è la memoria episodica.

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

È una cosa che l’uomo acquisisce dopo quattro anni di sviluppo cerebrale

to remember what happened during a particular event,

e consiste nel ricordare l’accaduto in un evento particolare,

where it happened and when it happened.

dov’è successo e quando è successo.

The "when" part is particularly difficult,

La parte del “quando” è particolarmente difficile,

and these children can do that.

e questi bambini possono farlo.

But guess what?

Ma indovinate un po’.

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

Abbiamo scoperto di recente che anche la furba seppia ha quest’abilità,

and in experiments last summer,

negli esperimenti dell'estate scorsa,

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

quando si danno alle seppie cibi diversi in momenti diversi,

they have to match that with where it was exactly

devono ricordare esattamente dove

and when was the last time they saw it.

e quando è stata l'ultima volta che hanno visto quel cibo.

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

E poi devono regolare la ricerca del cibo in base alla frequenza di rifornimento

of each food type in a different place.

di ogni cibo in posti diversi.

Sound complicated?

Sembra complicato?

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

È così complicato che a malapena ho capito l'esperimento.

So this is really high-level cognitive processing.

Sono elaborazioni cognitive di alto livello.

Now, speaking of brains and evolution at the moment,

Ora, a proposito di cervelli e di evoluzione,

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

guardate a destra, c'è la catena evolutiva del cervello dei vertebrati,

and we all have good brains.

noi abbiamo un buon cervello.

I think everyone will acknowledge that.

Credo che siamo tutti d'accordo.

But if you look on the left side,

Ma se guardate a sinistra,

some of the evolutionary pathway outlined here to the octopus,

la catena evolutiva evidenziata che arriva al polpo,

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

converge anch'essa, per dire così, ai comportamenti complessi

and some form of intelligence.

e ad una forma di intelligenza.

The last common denominator in these two lines

Il denominatore comune di queste due linee

was 600 million years ago,

risale a 600 milioni di anni fa,

e si trattava di un verme con pochissimi neuroni,

and it was a worm with very few neurons,

so very divergent paths

quindi percorsi evolutivi molto diversi,

but convergence of complicated behavior.

ma convergenti nei comportamenti complessi.

Here is the fundamental question:

Ecco la domanda fondamentale:

Is the brain structure of an octopus

la struttura cerebrale del polpo

basically different down to the tiniest level

è fondamentalmente diversa fino al minimo livello

from the vertebrate line?

da quella dei vertebrati?

Now, we don't know the answer,

Non sappiamo quale sia la risposta,

but if it turns out to be yes,

ma se fosse sì,

then we have a different evolutionary pathway

allora avremmo un percorso evolutivo diverso

to create intelligence on planet Earth,

per la nascita dell'intelligenza sul pianeta Terra,

and one might think that the artificial intelligence community

e si potrebbe pensare che per l'intelligenza artificiale

might be interested in those mechanisms.

questi meccanismi potrebbero essere utili.

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

Bene, parliamo di genetica per un attimo.

We have genomes, we have DNA,

Abbiamo i genomi, abbiamo il DNA,

DNA is transcripted into RNA,

il DNA è trascritto nell'RNA,

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

l'RNA lo traduce in una proteina, ed è così che noi funzioniamo.

Well, the cephalopods do it differently.

Per i cefalopodi è diverso.

They have big genomes, they have DNA,

Hanno grandi genomi, hanno il DNA,

they transcript it into RNA,

lo trascrivono nell'RNA,

but now something dramatically different happens.

ma ora accade qualcosa di estremamente diverso.

They edit that RNA at an astronomical weird rate,

Modificano l'RNA a velocità astronomica,

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

cento volte più alta di quella dell'uomo o degli altri animali.

And it produces scores of proteins.

E producono un mucchio di proteine.

And guess where most of them are for?

E indovinate per cosa servono principalmente?

The nervous system.

Per il sistema nervoso.

So perhaps this is an unorthodox way

Quindi forse è un modo poco convenzionale

for an animal to evolve behavioral plasticity.

per lo sviluppo negli animali di una plasticità comportamentale.

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

Sono per lo più congetture, ma sono spunti di riflessione.

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

Ora vorrei condividere con voi per un attimo

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

la mia esperienza nell'usare il mio ingegno e quello dei miei colleghi

to try and get this kind of information.

per cercare di ottenere queste informazioni.

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

Non possiamo stare sott'acqua per sempre

perché non possiamo respirare,

because we can't breathe it,

so we have to be efficient in what we do.

quindi dobbiamo agire con efficienza.

The total sensory immersion into that world

La totale immersione sensoriale in quel mondo

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

ci aiuta a capire cosa fanno veramente questi animali,

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

e devo dire che è un'esperienza davvero fantastica

to be down there and having this communication

essere laggiù e avere questa comunicazione

with an octopus and a diver

tra polpo e sub

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

quando inizi a capire

che è un curioso animale che pensa e riflette.

curious animal.

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

E questo è il genere di cose che non smette mai di ispirarmi.

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

Torniamo per un attimo alla pelle intelligente.

Here's a squid and a camouflage pattern.

Ecco un calamaro con un motivo mimetico.

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

Ingrandendo l'immagine, vediamo bei pigmenti e riflettori.

There are the chromatophores opening and closing very quickly.

Ci sono i cromatofori che si aprono e si chiudono rapidamente.

And then, in the next layer of skin,

E poi, nello strato successivo di pelle,

it's quite interesting.

è piuttosto interessante.

The chromatophores are closed,

I cromatofori sono chiusi,

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

e si vede quest'iridescenza magica che affiora sulla pelle.

This is also neurally controlled,

Anche questo è controllato dal cervello,

so it's the combination of the two,

quindi è la combinazione delle due cose,

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

come si vede qui, nella pelle ad alta risoluzione della seppia,

where you get this beautiful pigmentary structural coloration

in cui si ha questa bella colorazione strutturale pigmentata

and even the faint blushing that is so beautiful.

e anche il leggero rossore che è bellissimo.

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

Come possiamo sfruttare queste informazioni?

I talked about those skin bumps, the papillae.

Ho parlato delle protuberanze, le papille.

Here's the giant Australian cuttlefish.

Ecco la seppia gigante australiana.

It's got smooth skin and a conspicuous pattern.

Ha la pelle liscia e un motivo vistoso.

I took five pictures in a row one second apart,

Ho fatto cinque foto a distanza di un secondo ciascuna,

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

e guardate come cambia questo animale... uno, due, tre, quattro, cinque...

and now I'm a seaweed.

ed ora sono un'alga.

And then we can come right back out of it

E poi possiamo tornare indietro

to see the smooth skin and the conspicuousness.

a vedere la pelle liscia e il colore vistoso.

So this is really marvelous, morphing skin.

È una meravigliosa pelle che si trasforma.

You can see it in more detail here.

La potete vedere più in dettaglio qui.

Periscope up,

Alziamo il periscopio,

and you've got those beautiful papillae.

e vediamo quelle belle papille.

And then we look in a little more detail,

E guardando ancora più nel dettaglio,

you can see the individual papillae come up,

si possono vedere emergere le singole papille,

and there are little ridges on there,

e hanno dei rilievi,

sono delle papille sulle papille e così via.

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

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

Ogni singola specie esistente ha oltre una dozzina di forme e dimensioni

of those bumps

di tali protuberanze

to create fine-tuned, neurally controlled camouflage.

per creare precise mimetizzazioni controllate dal cervello.

So now, my colleagues at Cornell, engineers,

Dunque, ora, i miei colleghi ingegneri alla Cornell University,

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

hanno detto: "Pensiamo di poterli riprodurre."

Perché nell'industria e nella società,

Because in industry and society,

this kind of soft materials under control of shape

questi materiali morbidi con controllo di forma

are really very rare.

sono davvero molto rari.

And they went ahead, worked with us

E sono andati avanti, lavorando con noi

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

e hanno prodotto i primi prototipi di papille artificiali, materiali morbidi,

shown here.

mostrati qui.

And you see them blown up into different shapes,

Li vedete gonfiarsi assumendo forme diverse.

And then you can press your finger on them

E potete toccarli con un dito

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

per vedere che sono abbastanza malleabili.

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

E questo è un esempio di cosa si potrebbe fare.

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

Da qui voglio passare al colore dei tessuti,

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

e immagino che anche questo potrebbe avere molte applicazioni.

Just look at this kaleidoscope of color

Guardate questo caleidoscopio di colori

of dynamically controlled pigments and reflectors

di pigmenti e riflettori dinamicamente controllati

that we see in the cephalopods.

che vediamo nei cefalopodi.

We know enough about the mechanics of how they work

Sappiamo abbastanza sul loro funzionamento meccanico

that we can begin to translate this

che possiamo iniziare a tradurlo

not only into fabrics

non solo nei tessuti,

but perhaps even into changeable cosmetics.

ma forse anche in cosmetici che mutano.

And moreover, there's been the recent discovery

E inoltre, c'è stata la recente scoperta

of light-sensing molecules in the skin of octopus

di molecole sensibili alla luce nella pelle dei polpi

which may pave the way to, eventually, smart materials

che potrebbero aprire la strada verso materiali intelligenti

that sense and respond on their own.

che percepiscono e rispondono da soli.

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

Questo tipo di biotecnologia, o di biomimetica, se vogliamo,

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

potrebbe cambiare la nostra visione del mondo fuori dall'acqua.

Take, for example, artificial intelligence

Prendete, per esempio, l'intelligenza artificiale

that might be inspired by the body-distributed brain

che potrebbe essere ispirata al cervello distribuito nel corpo

and behavior of the octopus

e al comportamento del polpo

or the smart skin of a cuttlefish

o alla pelle intelligente della seppia

translated into cutting-edge fashion.

reinterpretata in modo innovativo.

Beh...

Well, how do we get there?

come ci arriviamo?

Maybe all we have to do

Forse tutto ciò che dobbiamo fare

is to begin to be a little bit smarter

è iniziare a guardare con un po' di ingegno

about how smart the cephalopods are.

quanto siano ingegnosi i cefalopodi.

Thank you.

Grazie.

(Applause)

(Applausi)