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

Tradutor: Margarida Ferreira Revisora: Isabel Vaz Belchior

This is a strange and wonderful brain,

Este é um cérebro estranho e maravilhoso,

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

um cérebro que faz surgir a ideia de um tipo de inteligência alternativa

on this planet.

neste planeta.

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

Trata-se de um cérebro formado num corpo muito estranho,

one that has the equivalent of small satellite brains

equivalente a pequenos cérebros satélites

distributed throughout that body.

distribuídos por todo esse corpo.

How different is it from the human brain?

Até que ponto é diferente do cérebro humano?

Very different, so it seems,

É muito diferente, segundo parece,

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

de tal modo que os meus colegas e eu estamos com dificuldade em perceber

how that brain works.

como é que este cérebro funciona.

But what I can tell you for certain

Mas posso dizer-vos com toda a certeza

is that this brain is capable of some amazing things.

de que este cérebro consegue fazer coisas espantosas.

So, who does this brain belong to?

A quem pertence este cérebro?

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

Venham comigo mergulhar no oceano,

where life began,

onde a vida começou,

and let's have a look.

e vamos dar uma espreitadela.

You may have seen some of this before,

Talvez já tenham visto isto.

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

Estamos por detrás dum recife de corais e há aqui uma rocha,

a lot of sand, fishes swimming around ...

muita areia, peixes a nadar por aqui.

And all of a sudden this octopus appears,

De repente, aparece um polvo,

and now it flashes white,

depois, desaparece num ápice, atirando-me tinta para a cara.

inks in my face and jets away.

In slow motion reverse,

Numa projeção invertida, em câmara lenta,

you see the ring develop around the eye,

vemos que se forma um anel em volta do olho,

and then the pattern develops in the skin.

e depois desenha-se um padrão na pele.

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

Agora reparem na textura 3D da mudança da pele

to really create this beautiful, 3-D camouflage.

para criar esta bela camuflagem 3D.

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

Há 25 milhões de órgãos de cor chamados "cromatóforos" na pele,

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

e todas aquelas protuberâncias a que chamamos "papillae".

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

São todas controladas neurologicamente e podem mudar instantaneamente.

I would argue that dynamic camouflage

Eu diria que a camuflagem dinâmica

is a form of "intelligence."

é uma forma de "inteligência".

The level of complexity of the skin with fast precision change

O nível de complexidade da pele com a rápida mudança de precisão

is really quite astonishing.

é realmente espantosa.

So what can you do with this skin?

Então, o que podemos fazer com esta pele?

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

Pensemos um pouco noutras coisas para além da camuflagem

that they can do with their skin.

que eles conseguem fazer com a pele.

Here you see the mimic octopus and a pattern.

Vemos aqui o polvo mimético e um padrão.

All of a sudden, it changes dramatically --

De repente, muda radicalmente

that's signaling, not camouflage.

— é um aviso, não é camuflagem.

And then it goes back to the normal pattern.

Depois, volta para o seu padrão normal.

Then you see the broadclub cuttlefish

Aqui vemos o molusco "Sepia latimanus"

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

a transformar-se numa nuvem que passa quando se aproxima dum caranguejo.

And finally, you see the flamboyant cuttlefish in camouflage

Por fim, vemos a camuflagem do exuberante "Sepia latimanus",

and it can shift instantly to this bright warning display.

que pode mudar instantaneamente para o seu aspeto de aviso.

What we have here is a sliding scale of expression,

Temos aqui uma escala progressiva de expressão,

a continuum, if you will,

um contínuo, se preferirem,

between conspicuousness and camouflage.

entre a visibilidade e a camuflagem.

And this requires a lot of control.

Isto exige muito controlo.

Well, guess what?

Sabem que mais?

Brains are really good for control.

Os cérebros são muito bons para o controlo.

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

O cérebro do polvo que mostramos aqui tem 35 lóbulos até ao cérebro,

80 million tiny cells.

80 milhões de células minúsculas.

And even though that's interesting,

Apesar de isto ser interessante,

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

o que é realmente estranho é que a pele deste animal

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

tem muitos mais neurónios, como ilustrado aqui, especialmente a amarelo.

There are 300 million neurons in the skin

Há 300 milhões de neurónios na pele

and only 80 million in the brain itself --

e só 80 milhões no cérebro

four times as many.

— quatro vezes mais.

Now, if you look at that,

Se olharmos para isto,

there's actually one of those little satellite brains

há um destes pequenos cérebros satélites

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

e o equivalente da espinal medula para cada um dos oito tentáculos.

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

Isto é uma forma muito pouco usual de construir um sistema nervoso num corpo.

Well, what is that brain good for?

Para que é que serve este cérebro?

That brain has to outwit other big, smart brains

Este cérebro tem de superar outros cérebros grandes, espertos

that are trying to eat it,

que o querem comer,

and that includes porpoises and seals

e que incluem toninhas e focas

and barracudas and sharks

e barracudas e tubarões

and even us humans.

e até nós, seres humanos.

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

Portanto, a tomada de decisões

é uma das coisas que este cérebro tem de fazer

and it does a very good job of it.

e fá-lo muito bem.

Shown here, you see this octopus perambulating along,

Vemos aqui este polvo a passear

and then it suddenly stops and creates that perfect camouflage.

e, de repente, para e cria uma camuflagem perfeita.

And it's really marvelous,

É, de facto, uma maravilha

because when these animals forage in the wild,

porque, quando estes animais procuram comida,

they have to make over a hundred camouflaging decisions

têm de tomar uma centena de decisões de camuflagem

in a two-hour forage,

num percurso de duas horas

and they do that twice a day.

e fazem isso duas vezes por dia.

So, decision-making.

Portanto, tomadas de decisão.

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

Também têm de verificar para onde vão e como voltam para casa.

So it's a decision-making thing.

São tomadas de decisões.

We can test this camouflage,

Podemos testar esta camuflagem,

like that cuttlefish you see behind me,

como aquele choco a quem mudámos o terreno,

where we pull the rug out from under it

and give it a checkerboard,

substituindo-o por um tabuleiro de xadrez.

and it even uses that strange visual information

Mesmo assim, ele usa esta informação visual esquisita,

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

e, improvisando um pouco, faz o possível para imitar o padrão.

So other cognitive skills are important, too.

Há outras capacidades cognitivas também importantes.

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

As lulas têm outro tipo diferente de inteligência.

They have an extremely complex, interesting sex life.

Têm uma vida sexual interessante, extremamente complexa,

They have fighting and flirting and courting and mate-guarding

Lutam, namoram, fazem a corte, protegem a parceira

and deception.

e são infiéis.

Sound familiar?

Conhecem o género?

(Laughter)

(Risos)

And it's really quite amazing

É, de facto, surpreendente

that these animals have this kind of intuitive ability

que estes animais tenham este tipo de capacidade intuitiva

to do these behaviors.

para terem estes comportamentos.

Here you see a male and a female.

Vemos aqui um macho e uma fêmea.

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

O macho, à esquerda, esteve a lutar com outros machos

to pair with the female,

and now he's showing a dual pattern.

para acasalar com a fêmea

e agora mostra um padrão duplo.

He shows courtship and love on her side,

Mostra namoro e amor do lado dela,

fighting on the other.

e agressividade do outro lado.

Watch him when she shifts places --

Reparem nele quando ela muda de sítio.

(Laughter)

(Risos)

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

Como viram ele mudou rapidamente o padrão de namoro-amor

to the side of the female.

para o lado da fêmea.

So this kind of dual signaling simultaneously

Este tipo de sinalização dupla em simultâneo

with a changing behavioral context

num contexto de mudança de comportamento

is really extraordinary.

é realmente extraordinário.

It takes a lot of brain power.

É preciso muito poder cerebral.

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

Outra forma de olhar para isto

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

é que talvez tenhamos 50 milhões de anos

de provas para o macho de duas caras.

(Laughter)

(Risos)

All right, let's move on.

Ok, vamos avançar.

(Laughter)

(Risos)

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

Um polvo num recife de coral enfrenta uma tarefa difícil

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

de se deslocar a muitos locais recordá-los e encontrar a sua toca.

And they do this extremely well.

Fazem isso extremamente bem.

They have short- and long-term memory,

Têm uma memória de curto e de longo prazo,

they learn things in three to five trials --

aprendem coisas em três ou cinco tentativas

it's a good brain.

— é um bom cérebro.

And the spatial memory is unusually good.

A memória espacial é invulgarmente boa.

They will even end their forage and make a beeline

Até acabam a procura de comida e regressam à sua toca

all the way back to their den.

em linha reta.

The divers watching them are completely lost,

Os mergulhadores que os observam estão perdidos,

but they can get back,

mas eles regressam direitinhos.

so it's really quite refined memory capability.

É uma capacidade de memória muito refinada.

Now, in terms of cognitive skills,

Em termos de capacidades cognitivas,

look at this sleeping behavior in the cuttlefish.

reparem neste comportamento de sono dum choco.

Especially on the right, you see the eye twitching.

Especialmente à direita, vemos o olho a piscar.

This is rapid eye movement kind of dreaming

É um rápido movimento do olho como se estivesse a sonhar

that we only thought mammals and birds did.

que pensávamos só existir nos mamíferos e nas aves.

And you see the false color we put in there

Vemos a cor artificial que ali pusemos

to see the skin patterning flashing,

para ver o padrão da pele a brilhar

and this is what's happening a lot.

e isto é uma coisa que acontece muitas vezes.

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

Mas não é um comportamento normal de acordado, é muito diferente.

Well, dreaming is when you have memory consolidation,

O sonho é quando temos consolidação da memória,

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

e, provavelmente, é isso que acontece com o choco.

Now, another form of memory that's really unusual

Outra forma de memória que é invulgar

is episodic-like memory.

é a memória episódica.

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

É uma coisa que os seres humanos só fazem

ao fim de quatro anos de desenvolvimento cerebral,

to remember what happened during a particular event,

recordar o que aconteceu durante um determinado incidente,

where it happened and when it happened.

onde ocorreu e quando ocorreu.

The "when" part is particularly difficult,

O "quando" é especialmente difícil.

and these children can do that.

Estas crianças conseguem fazer isso.

But guess what?

Mas sabem uma coisa?

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

Descobrimos há pouco tempo que o choco também tem essa aptidão.

and in experiments last summer,

Em experiências feitas no verão passado,

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

quando apresentámos a um choco diferentes comidas em diferentes alturas,

they have to match that with where it was exactly

ele tinha de se lembrar do local exato onde as tinha visto

and when was the last time they saw it.

e quando fora a última vez que as vira.

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

Depois tinha de ir caçar segundo a taxa de reaprovisionamento

of each food type in a different place.

de cada tipo de comida num local diferente.

Sound complicated?

Parece-vos complicado?

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

É tão complicado que eu tive dificuldade em perceber a experiência.

So this is really high-level cognitive processing.

Isto é um processamento cognitivo de alto nível.

Now, speaking of brains and evolution at the moment,

Falando em cérebros, e na evolução no momento,

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

olhem para a direita.

É o caminho da evolução do cérebro dos vertebrados

and we all have good brains.

e todos temos bons cérebros.E

I think everyone will acknowledge that.

Penso que todos reconhecemos isso.

But if you look on the left side,

Mas, se olharem para a esquerda,

some of the evolutionary pathway outlined here to the octopus,

parte do caminho evolutivo traçado aqui até ao polvo,

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

convergem ambos em comportamentos complexos

and some form of intelligence.

e numa certa forma de inteligência.

The last common denominator in these two lines

O último denominador comum nestas duas linhas

was 600 million years ago,

foi há 600 milhões de anos

and it was a worm with very few neurons,

e foi um verme com muitos poucos neurónios,

so very divergent paths

portanto, caminhos muito divergentes

but convergence of complicated behavior.

mas uma convergência de comportamentos complicados.

Here is the fundamental question:

Esta é a pergunta fundamental:

Is the brain structure of an octopus

A estrutura cerebral de um polvo

basically different down to the tiniest level

será diferente basicamente até ao mais baixo nível

from the vertebrate line?

da linha dos vertebrados?

Now, we don't know the answer,

Não sabemos a resposta

but if it turns out to be yes,

mas se, por acaso, for "sim",

then we have a different evolutionary pathway

então temos um caminho evolutivo diferente

to create intelligence on planet Earth,

para criar inteligência no planeta Terra

and one might think that the artificial intelligence community

e podemos pensar que a comunidade da Inteligência Artificial

might be interested in those mechanisms.

pode estar interessada nesses mecanismos.

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

Bom, falemos então de genética por instantes.

We have genomes, we have DNA,

Temos genomas, temos ADN,

DNA is transcripted into RNA,

o ADN é transcrito no ARN.

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

O ARN traduz isso numa proteína e é assim que nós aparecemos.

Well, the cephalopods do it differently.

Os cefalópodes fazem-no de modo diferente.

They have big genomes, they have DNA,

Têm grandes genomas, têm ADN,

they transcript it into RNA,

transcrevem-no para o ARN,

but now something dramatically different happens.

mas depois acontece uma coisa totalmente diferente.

They edit that RNA at an astronomical weird rate,

Alteram o ARN a um ritmo astronomicamente peculiar,

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

cem vezes mais do que os seres humanos ou outros animais fazem.

And it produces scores of proteins.

Isso produz montanhas de proteínas.

And guess where most of them are for?

Sabem para que servem a maioria delas?

The nervous system.

Para o sistema nervoso.

So perhaps this is an unorthodox way

Talvez seja uma forma pouco ortodoxa

for an animal to evolve behavioral plasticity.

de um animal evoluir a plasticidade comportamental.

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

Isto são muitas conjeturas mas são alimento para o pensamento.

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

Gostava de partilhar convosco a minha experiência

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

e usar a minha inteligência e a dos meus colegas

to try and get this kind of information.

para tentar obter este tipo de informações.

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

Mergulhamos, mas não aguentamos muito tempo

because we can't breathe it,

porque não podemos respirar.

so we have to be efficient in what we do.

Por isso, temos de ser eficazes no que fazemos.

The total sensory immersion into that world

A total imersão dos sentidos nesse mundo

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

é o que nos ajuda a compreender o que esses animais estão a fazer

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

e tenho de vos dizer que é uma experiência fascinante

to be down there and having this communication

estar lá em baixo e entrar em comunicação

with an octopus and a diver

com um polvo e um mergulhador

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

quando começamos a compreender

que isto é um animal pensante e curioso.

curious animal.

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

Este é o tipo de coisas que realmente me inspiram sempre.

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

Voltemos àquela pele inteligente por instantes.

Here's a squid and a camouflage pattern.

Esta é uma lula e um padrão de camuflagem.

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

Ampliamos e vemos que há bonitos pigmentos e refletores.

There are the chromatophores opening and closing very quickly.

Há cromatóforos que abrem e fecham muito rapidamente.

And then, in the next layer of skin,

Depois, na camada seguinte da pele,

it's quite interesting.

é muito interessante.

The chromatophores are closed,

Os cromatóforos estão fechados

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

e vemos esta iridescência mágica a sair da pele.

This is also neurally controlled,

Também é controlada por neurónios.

so it's the combination of the two,

Por isso, é a combinação das duas

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

como se vê aqui na pele do choco, em alta resolução,

where you get this beautiful pigmentary structural coloration

em que obtemos esta bonita coloração estrutural pigmentária

and even the faint blushing that is so beautiful.

e até um leve rubor que é muito bonito.

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

Bom, como podemos utilizar parte destas informações?

I talked about those skin bumps, the papillae.

Falei destas protuberâncias da pele, as "papillae".

Here's the giant Australian cuttlefish.

Este é o choco gigante australiano.

It's got smooth skin and a conspicuous pattern.

Tem uma pele macia e um padrão conspícuo.

I took five pictures in a row one second apart,

Eu tirei cinco fotos seguidas com um segundo de intervalo.

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

Observem este animal a mudar

— um... dois... três... quatro... cinco —

and now I'm a seaweed.

agora sou uma alga.

And then we can come right back out of it

Depois podemos inverter a cena para voltar a ver a pele macia.

to see the smooth skin and the conspicuousness.

So this is really marvelous, morphing skin.

É uma pele maravilhosa, transformável.

You can see it in more detail here.

Podemos vê-la aqui em pormenor.

Periscope up,

Periscópio para cima,

and you've got those beautiful papillae.

e temos estas belas "papillae".

And then we look in a little more detail,

Observemos com um pouco mais de pormenor.

you can see the individual papillae come up,

Vemos aparecer as "papillae" individuais

and there are little ridges on there,

que têm umas pequenas cristas.

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

É uma "papilla" numa "papilla" e assim sucessivamente.

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

Cada espécie individual tem mais de uma dúzia

de formas e tamanhos destas protuberâncias

of those bumps

to create fine-tuned, neurally controlled camouflage.

para criar uma camuflagem afinada, controlada por neurónios.

So now, my colleagues at Cornell, engineers,

Os meus colegas engenheiros da universidade de Cornell

observaram o nosso trabalho e disseram:

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

"Pensamos que podemos fazer uma coisa dessas."

Because in industry and society,

Porque na indústria e na sociedade,

this kind of soft materials under control of shape

este tipo de materiais macios sob controlo da forma

are really very rare.

são muito raros.

And they went ahead, worked with us

E avançaram com isso, trabalharam connosco

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

e fizeram as primeiras amostras de "papillae" artificiais,

de materiais macios, como mostramos aqui.

shown here.

And you see them blown up into different shapes,

Vemo-los a aumentar em diferentes formas.

And then you can press your finger on them

Podemos premi-las com o dedo

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

para ver como são bastante maleáveis.

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

Isto é um exemplo de como isto pode funcionar.

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

Gostava de passar daqui para a cor dos tecidos,

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

e imagino que também podia ter muitas aplicações.

Just look at this kaleidoscope of color

Reparem neste caleidoscópio de cor

of dynamically controlled pigments and reflectors

de pigmentos e refletores controlados dinamicamente

that we see in the cephalopods.

que vemos nos cefalópodes.

We know enough about the mechanics of how they work

Sabemos bastante da mecânica de como funcionam

that we can begin to translate this

para podermos começar a traduzir isto

not only into fabrics

não só em tecidos

but perhaps even into changeable cosmetics.

mas talvez mesmo em cosméticos mutáveis.

And moreover, there's been the recent discovery

Além disso, houve uma descoberta recente

of light-sensing molecules in the skin of octopus

de moléculas sensíveis à luz na pele do polvo

which may pave the way to, eventually, smart materials

que pode abrir o caminho para materiais inteligentes

that sense and respond on their own.

que sintam e reajam por si mesmos.

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

Esta forma de biotecnologia ou biomimética, como queiram,

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

pode mudar a forma como olhamos para o mundo até fora de água.

Take, for example, artificial intelligence

Vejam, por exemplo, a inteligência artificial

that might be inspired by the body-distributed brain

que se pode inspirar no cérebro distribuído pelo corpo

and behavior of the octopus

e no comportamento do polvo,

or the smart skin of a cuttlefish

ou na pele inteligente do choco,

translated into cutting-edge fashion.

traduzida em vestuário de vanguarda.

Well, how do we get there?

Como é que lá chegamos?

Maybe all we have to do

Talvez nos baste começarmos a ser

is to begin to be a little bit smarter

um pouco mais inteligentes

about how smart the cephalopods are.

sobre a inteligência dos cefalópodes.

Thank you.

Obrigado.

(Applause)

(Aplausos)