Motor Primitives in the Wild: An ROV Study Investigating Octopus Reaching and Fetching Movements in the Natural Habitat
这项研究证实了普通章鱼（*Octopus vulgaris*）在自然夜间觅食过程中利用了实验室中识别出的“伸手”（Reaching）和“取物”（Fetching）运动原语，表明这些简化的运动构建模块是其在野外控制腕足的基础。
原始论文采用 CC BY 4.0 许可（https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。 这是一篇未经同行评审的预印本的AI生成解释。这不是医疗建议。请勿根据此内容做出健康决定。 阅读完整免责声明
想象一下，试图控制一根巨大的、活生生的面条，它有八条手臂，每条手臂都能同时向一百万个不同的方向弯曲、扭转和伸展。这就是章鱼的日常现实。因为它们的手臂主要由肌肉组成（被称为“肌肉流体静力骨骼”，就像一个没有骨头的、软乎乎且灵活的管子），它们拥有科学家所说的“无限自由度”。如果人类的大脑需要微观管理所有八条手臂中的每一根肌纤维来捡起一块饼干，大脑可能会因为需要处理的海量数学计算而熔化。为了解决这个问题，大自然可能发明了一种名为“运动原语”（motor primitives）的捷径。把它们想象成存储在章鱼神经系统中的预设“舞蹈动作”或“特技包”。大脑不需要计算每一次扭转，只需下达指令：“执行‘伸手’动作”，然后手臂就会自动执行特定的波浪式运动以到达目标位置。多年来，科学家们在实验室观察章鱼并看到了这些动作，但一个大问题仍然存在：章鱼在混乱、野生的海洋中，是否真的会使用这些整洁、预设好的动作？还是说这些动作只是因为实验室环境太枯燥、太简单而学到的技巧？
这项名为《荒野中的运动原于》（Motor Primitives in the Wild）的研究，旨在通过将一台微型水下机器人摄像机（ROV）带到克罗地亚海岸，去窥探普通章鱼（Octopus vulgaris）在自然家园中的生活，来回答这个问题。研究人员想要观察在水族馆里看到的“伸手”（Reach）和“抓取”（Fetch）动作，是否也发生在黑暗、多岩石的野外。他们拍摄了五只章鱼在夜间捕食的过程，寻找那些特定的、标志性的手臂运动。
以下是他们的发现：野外的章鱼确实在使用与实验室中相同的动作。研究人员观看了121分钟的视频资料，并记录了137次“伸手”事件（手臂向目标延伸）和54次“抓取”事件（手臂抓取某物并将其带向嘴部）。平均而言，章鱼每分钟伸手约1.4次，抓取约0.8次。这证明了这些“运动原语”并非仅仅是实验室的人为产物；它们是章鱼在复杂、不可预测的野外进行狩猎时使用的真实且功能性的工具。
然而，野外环境增加了一层实验室从未有过的混沌感。研究表明，虽然动作本身是一样的，但不同个体使用这些动作的方式和时机却大相径庭。例如，大多数章鱼在伸手时会保持静止或缓慢移动，但其中一只特定的章鱼（被命名为O5）却有着完全不同的风格。这只个体在抓取食物之前，经常使用一种“网覆盖”（Webover）动作——将手臂像网一样铺开以覆盖地面。这表明，虽然基本的“舞蹈动作”是天生的，但每只章이는都有自己独特的个性以及组合这些动作的策略。
研究人员还注意到，这些动作是以爆发形式出现的。伸手倾向于成簇出现（就像突然的一阵活跃），而抓取则分布得更散。有趣的是，研究发现这些动作主要发生在章鱼处于静止状态或沿着海床移动时，而在它们在水中游泳时则很少发生。
论文中特别谨慎地指出，章鱼是在夜间被拍摄的，但ROV使用了强光来观察它们。由于章鱼能快速适应光线，研究人员怀疑强光可能促使它们比在完全黑暗的情况下更多地使用眼睛。这意味着，由于机器人的手电筒作用，它们捕食过程中的“视觉”部分可能被稍微增强了，但核心的手臂运动仍然是自然的。
简而言之，这篇论文证实了野外的章鱼与那些住在实验室里的亲戚一样，精通使用它们的“预设程序”手臂动作。但它也揭示了自然界是混乱的：即使拥有相同的基本动作，每只章鱼也会以自己的节奏起舞，以独特的方式混合和搭配这些原语以在野外生存。这项研究表明，虽然运动的构建模块是通用的，但组装这些模块的方式则是一种高度个性化的艺术形式。
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