Осьминог имеет 9 мозгов: один центральный и по одному в каждом щупальце, которые действуют независимо.

Осьминог обладает уникальной нервной системой, принципиально отличающейся от устройства мозга позвоночных животных. Исследования нейробиолога Питера Годфри-Смита выявили, что примерно две трети из 500 миллионов нейронов осьминога расположены не в центральном мозге, а распределены по восьми щупальцам. Эта архитектура нервной системы означает, что каждое щупальце функционирует как полусамостоятельная единица, способная принимать решения без участия центрального мозга. Благодаря такой организации осьминог может одновременно выполнять несколько сложных действий: одно щупальце может захватывать добычу, другое — исследовать расселины дна, третье — защищаться от хищника, в то время как центральный мозг координирует общее поведение животного. Распределённая нервная система осьминога вызывает растущий интерес учёных и инженеров. Её принципы уже вдохновили разработчиков гибких робототехнических манипуляторов и мягких роботов, которые должны действовать в условиях, требующих автономности и адаптивности отдельных звеньев. Медики также изучают, как работает такая система обработки информации, поскольку она предполагает альтернативный способ организации управления движением, потенциально полезный для понимания восстановления функций после повреждений нервной системы.