章鱼的大部分神经元（约三分之二）并不集中在头部的大脑，而是分布在其八条腕足中。每条腕足都拥有相当程度的自主决策和处理能力，可以独立完成探索、感知、抓取和操纵物体等复杂任务，甚至被切断后仍能做出一定反应。这种结构形成了一个独特的“分布式智能”系统：大脑给出总体目标（如“捕食”），而具体如何实现（如腕足如何缠绕、摸索、打开贝壳）则由各条腕足“自行决定”。这得益于其腕足上密布着丰富的化学和触觉感受器。这种智能模式与脊椎动物（包括人类）高度集中的“中央集权”式智能形成鲜明对比，为我们理解智能的演化提供了另一个绝佳范例，也启发了分布式机器人的设计思路。
