几乎所有具有智慧的生物都属于脊椎动物，例如鹦鹉、鲨鱼和人类。这样的情况，让任何一个试图了解智慧本质的人都感到困惑，因为这意味着他只能从一条单一进化途径来研究智慧本质。但有一种重要智慧生物不属于脊椎动物：在脊椎动物出现之前，软体动物就形成了自己的家族，而头足类动物是软体动物之中特殊的一个分支，其聪明程度能与某些脊椎动物媲美。
现在的头足类动物包括章鱼、鱿鱼、乌贼和有着特殊外壳的鹦鹉螺；其中，最聪明的当属章鱼。有些章鱼收集海底的椰子壳来搭建自己的窝，有些章鱼发现跟随渔船能更加容易地找到食物。养在鱼缸里的章鱼还会爬到旁边的鱼缸里去，因为那里有着可口的饵料，这样的情况出现多次了。很多研究人员想弄清楚章鱼的这些行为是否与具有智慧的脊椎动物不同还是所有具有智慧的动物都具有的共同特征。
卡洛琳·阿尔贝坦是芝加哥大学的职业，卡洛琳·阿尔贝坦和她的同事们一直试图弄清楚头足类动物智慧的基础是什么。为此，卡洛琳·阿尔贝坦他们绘制了一种名为“加州两元”章鱼的基因图谱，并将基因组图谱发表在了本周《自然》杂志上，其目的是为了找到是哪组章鱼基因让其有别于其他更简单的软体动物。他们发现有两组基因确实有了大幅扩充：一组基因被称为C2H2，对蛋白质进行编码，被称为转录因子，具备调节其他基因活动的功能；第二组基因为原钙粘附因子，对神经系统的神经元的生长进行引导。这两组基因在脊椎动物也有扩张情况，但据研究人员所知，其他种类动物的这两组基因没有扩张。
丹尼尔·洛克萨和卡洛琳·阿尔贝坦女士共同完成了上述报告，丹尼尔·洛克萨是日本冲绳科技学院的职员，他使用分子条码来描述原钙粘附因子，分子条码能确认一个细胞与邻近细胞的关系，让各个细胞以合适的方式连接在一起。在形成神经系统时，神经元相互之间的连接至关重要，神经系统的要素就是神经元以正确的方式连接。控制神经元蛋白质的基因数量的增加意味着神经系统能以多种形式存在。脊椎动物不可能让神经细胞形成复杂的回路，而章鱼却能形成复杂的神经回路。
C2H2的作用还没有完全弄清楚，以其他更简单的生物相比，章鱼拥有更多的C2H2基因，这意味着章鱼的基因具有更多的功能，应当能让章鱼体内生长出更加先进的神经系统。
的确，章鱼的神经系统是先进的，却与脊椎动物的神经系统不同。脊椎动物的神经元主要集中在大脑和脊髓，从大脑和脊髓长出的凸起被叫做神经突，神经突生长至身体各个部位，从而协调身体运动。章鱼大脑的神经元的数量只占到其全部神经元数量的三分之一。因为属于无脊椎动物，章鱼没有脊髓，作为平衡，大量的神经元集中在章鱼触角，章鱼触角也因此有了某种让人惊奇的独立性。
在2.7亿年前，章鱼的这种神经系统开始出现，让章鱼有别于他头足类动物。鱿鱼和墨鱼的触角仍然受其大脑控制，而章鱼的每只触角却是自动地对食物和威胁做出反应，只在必要时，章鱼大脑才对触角进行控制；章鱼的神经系统为分散型，无需像脊椎动物那样依赖体内远距离信号传输。这让章鱼的动作变得很快，成为本能反应，但章鱼要精细控制触角，就得直接看着某条触角，这是其神经系统的一个弱点。
“加州两元”章鱼拥有约五亿神经元，其智力有可能超过一只只拥有两亿神经元的老鼠。章鱼的分散型神经系统却与脊椎动物的神经系统完全不同。仅这一点就表明生物智能的发展模式不局限于一种模式。遵循丹尼尔·洛克萨女士的研究方式有助于研究人员找到头足类动物的智慧发展方式。
