2022年的一项有关于章鱼的研究发现，章鱼的大脑前额叶和垂直叶的工作方式，与人类和其它脊椎动物大脑海马体和边缘叶非常相似。海马体掌管学习和记忆，而边缘叶则控制复杂的情绪反应。例如：由压力或恐惧引发的逃跑或战斗反应。
在这些研究基础上，科学家们开始寻找章鱼与脊椎动物更多的共同点。章鱼也被科学界认为是在无脊椎动物里拥有最大的大脑，能够表现出一系列复杂行为的动物。因此，章鱼成为无脊椎动物里，测试快速眼动睡眠（主动睡眠AS）和非快速眼动睡眠（安静睡眠QS）的最佳选择。
这次日本冲绳科学技术大学（Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University，OIST）的研究所，透过观察章鱼睡眠情况，发现章鱼拥有快速眼动睡眠、非快速眼动睡眠和睡眠中皮肤颜色发生变化。他们将该发现写成论文，在今年6月底发表在《自然》杂志上。
在实验中，神经行为学家萨姆·赖特（Sam Reiter）领导的这一研究小组，需要检查章鱼是否确实处于睡眠状态。首先他们让章鱼平躺后，用东西刺激它。结果是章鱼对这种刺激的反应，比清醒时要慢得多。
在确定章鱼进入睡觉状态后，研究人员将探针插入其大脑，并用显微镜确认探针侦测的部位是正确的。随后他们用局部场电位（LFP）和光片成像的等新方法来记录、观察章鱼在睡眠和非睡眠时大脑的活动和皮肤变化状况。
科学家在监测章鱼在非快速眼动睡眠时，发现它们的大脑几乎没有检测到大的变化，即使有变化也都极其微小与清醒时差不多。另外，在这段期间也出现一件令人惊奇的事情，因为仪器侦测到一种“睡眠纺锤波”的脑电波模式，恰巧这种模式同样发生在人类的非快速眼动睡眠期间。虽然这种眠纺锤波的具体作用尚不完全清楚，但一般被科学界认为与记忆相关。
章鱼大约以每小时一次进入快速眼动睡眠周期，这阶段的LFP记录才会开始有快速的变化。LFP的记录显示，章鱼大脑的上额叶和垂直叶区域活动都有显着的增加，与人类大脑的海马体和边缘叶活动相似，而这两个区域的功能被公认为是学习和记忆。
研究人员还观察到章鱼在这个睡眠阶段，眼睛、触手都会出现抽动，呼吸频率和心律增加，皮肤的颜色也会发生改变，且大约是80秒钟一个变色周期。
另外，研究人员还发现章鱼在快速眼动睡眠期间出现的颜色变化，与章鱼在清醒状态下（巢穴或安全范围内），出现的记录非常接近，而这种变化是为了躲避捕食者出现的隐藏模式。
研究人员表示，章鱼在清醒时会控制皮肤中数千个微小的色素细胞，从而创造出大量不同的皮肤图案，并用这些图案在不同的环境以及社交或危险中伪装自己。
章鱼在实验中，偶尔会在醒来时继续采取假装睡觉（平坦）的姿势，并显现不同的皮肤颜色变化。对此，科学家们认为章鱼可能已经在心理上，练习使用这个系统进行伪装。
这种颜色变化来自于章鱼皮肤中的色素细胞中的色素囊做出改变造成的，而色素囊中含有棕色、黑色、红色和黄色色素。当每个色素细胞周围的肌肉松弛时，色素囊会出现扩张情况，这使得更多的色素出现。若肌肉收紧时，色素囊也会跟着收缩，可见的色素就会减少。
萨姆·赖特领导的研究小组在报告中表示，“如果章鱼的两阶段睡眠确实具有普遍性，那么它们可能和人们一样，拥有复杂认知能力。”
该团队希望在未来能够继续研究章鱼的大脑，最终弄清楚章鱼的睡眠时间发生的颜色变化，是否预示着它们正在做梦
