墨魚以及章魚和魷魚等其他頭足類動物都是偽裝大師，它們會改變皮膚的顏色和紋理以融入水下環境。

現在，在 6 月 28 日發表在《自然》雜志上的一項研究中，沖繩科學技術研究所 (OIST) 和馬克斯·普朗克腦研究所的研究人員表明，烏賊產生偽裝圖案的方式比之前認為的要復雜得多。

墨魚通過精確控制數百萬個微小的皮膚色素細胞(稱為色素細胞)來創造令人眼花繚亂的皮膚圖案。每個色素細胞都被一組肌肉包圍，這些肌肉在大腦神經元的直接控制下收縮和放松。當肌肉收縮時，色素細胞擴張，當肌肉放松時，色素細胞隱藏。色素細胞共同發揮作用，就像細胞像素一樣，生成整體皮膚圖案。

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OIST計算神經行為學部門的負責人 Sam Reiter 教授表示：“之前的研究表明，烏賊只有有限的模式組件選擇，它們可以用來實現與環境的最佳匹配。但我們最新的研究表明，它們的偽裝反應要復雜得多、靈活得多——我們只是無法檢測到它，因為以前的方法沒有那么詳細或定量。”

為了實現這一發現，研究小組使用一系列超高分辨率相機放大了常見的歐洲烏賊(Sepia officinali s)的皮膚。科學家們向墨魚展示了一系列不同的背景。當烏賊在偽裝圖案之間轉換時，攝像機捕捉到了數萬到數十萬個色素細胞的實時擴張和收縮。

來自大約 200,000 個皮膚圖案圖像的數據隨后由 OIST 的超級計算機進行處理，并通過一種稱為神經網絡的人工智能進行分析。神經網絡全面審視皮膚圖案圖像的不同元素，包括粗糙度、亮度、結構、形狀、對比度和更復雜的圖像特征。然后，每個圖案都被放置在“皮膚圖案空間”中的特定位置，這是科學家創造的一個術語，用于描述烏賊產生的全譜皮膚圖案。

研究人員還使用相同的過程來分析背景環境的圖像，并觀察皮膚圖案與環境的匹配程度。

總體而言，研究人員發現烏賊能夠表現出豐富多樣的皮膚圖案，并且能夠敏感而靈活地改變其皮膚圖案以匹配自然和人工背景。當同一只動物多次出現在相同的背景下時，所產生的皮膚圖案會出現細微的差異，而人眼無法區分。

墨魚到達每個皮膚圖案的路徑是間接的。烏賊會變換一系列不同的皮膚圖案，并在其間暫停，每次圖案變化都會改善偽裝能力，直到烏賊穩定在它們似乎滿意的圖案上。即使在相同的兩個背景之間，這些路徑也永遠不會相同，這強調了墨魚行為的復雜性。

該研究的共同第一作者、馬克斯·普朗克腦研究所團隊的研究生 Theodosia Woo 說：“烏賊經常會超出其目標皮膚模式，暫停，然后回來。” “換句話來說，墨魚不會簡單地檢測背景并直接進入設定的模式，相反，它們很可能不斷收到有關其皮膚模式的反饋，并用它來調整它們的偽裝。他們到底是如何接收反饋的——他們是否用眼睛，或者他們是否能感覺到每個色素細胞周圍肌肉的收縮程度——我們還不知道。”

研究人員還檢查了另一種皮膚模式顯示，稱為變白，當墨魚因受到威脅而變得蒼白時就會發生這種情況。“與偽裝不同，漂白是快速而直接的，這表明它使用了不同的、可重復的控制系統，”馬克斯·普朗克腦研究所團隊的博士后研究員多米尼克·埃文斯博士說。

當研究人員拍攝變白顯示的高分辨率圖像時，他們意識到之前的迷彩圖案的一些元素仍然存在，而變白圖案疊加在頂部。之后，烏賊會緩慢但可靠地恢復顯示其漂白前的皮膚圖案。

“這表明有關最初偽裝的信息以某種方式仍然存在。變白更像是一種暫時覆蓋大腦偽裝信號的反應，可能是由大腦中完全不同的神經回路控制的。”普朗克腦研究所團隊。“下一步是捕獲烏賊大腦的神經記錄，這樣我們就可以進一步準確地了解它們如何控制其獨特而迷人的皮膚圖案能力。”