Un polpo possiede nove cervelli che coordinano il corpo e i suoi otto tentacoli.

Il polpo vanta circa 500 milioni di cellule nervose, un numero di neuroni paragonabile a quello di un cane. Sorprendentemente, due terzi di questi neuroni si trovano nei tentacoli anziché nel capo. Ricercatori come la Dr.ssa Jennifer Mather hanno dimostrato che i tentacoli possono reagire agli stimoli tattili anche se separati dal corpo.Il cervello centrale funge da unità di controllo per i compiti cognitivi complessi, mentre i gangli nervosi alla base di ogni braccio gestiscono i movimenti articolati. Ogni tentacolo è dotato di sensori chimici e tattili che gli permettono di «assaggiare» e sentire l'ambiente circostante. Questa architettura decentralizzata riduce i tempi di reazione, poiché i segnali non devono percorrere l'intero tragitto fino al cervello centrale e ritorno.Studi pubblicati sulla rivista <i>Current Biology</i> indicano che i tentacoli possono compiere azioni complesse, come aprire barattoli, con un intervento minimo del cervello principale. Grazie a circuiti riflessi, reagiscono istantaneamente a prede o pericoli. Questa evoluzione risale a oltre 300 milioni di anni fa: perdendo la conchiglia protettiva, i polpi hanno sviluppato un sistema nervoso ultra-rapido per muoversi e mimetizzarsi. Tale efficienza permette loro di cambiare colore della pelle in meno di un secondo.