儘管大腦很小,但有些鳥類可能和猿類一樣聰明
鳥類的大腦可能不像其微小的尺寸所暗示的那樣無用,甚至可能包含使它們能夠執行通常與哺乳動物大腦相關的複雜認知任務的結構。 既然如此,該雜誌上一項新研究的作者認知科學的趨勢認為某些高級心理能力可能不取決於大腦的大小或結構,而是取決於連結的類型。
在哺乳動物的大腦中,有一個區域被稱為前額葉皮質(PFC) 控制執行功能,例如工作記憶、推理和同情他人的能力。 PFC 覆蓋了大部分前腦,分為六層(稱為薄片),每層包含不同類型的神經元細胞和特定的連接模式。
因此,這種特殊結構的存在被認為是哺乳動物獨有的高階認知能力的重要先兆。
然而,過去幾十年的大量研究表明,某些鳥類實際上可能擁有與某些靈長類動物相當的智力。 在一項此類研究中,一隻名為的非洲灰鸚鵡亞歷克斯學會為物品貼標籤並使用溝通技巧來解決一系列認知任務。 其他實驗表明烏鴉在爭奪食物時採取狡猾的策略試圖欺騙他人,同時喜鵲千斤頂似乎能在鏡子中認出自己,這顯示了一定程度的自我意識。
鑑於這些證據,這項新研究的作者認為鳥類大腦中一定含有與前額葉皮質相當的部分,它協調執行功能,但所佔的體積比哺乳動物皮質小得多。 他們回顧了幾十年來收集的鳥類神經解剖學文獻,試圖解釋「具有5 到20 克的小型非皮質大腦的鳥類如何能夠表現出與具有較大皮質和大腦重量在275 到500 克之間的猿類相同的能力。
非洲灰鸚鵡以其溝通技巧而聞名。 FrameAngel/Shutterstock
他們從以下工作開始哈維卡他在 20 世紀 60 年代表明,儘管鳥類和哺乳動物的大腦結構不同,但它們實際上包含許多相同類型的神經元和連接模式。 未來的研究表明,鳥類大腦區域的神經元稱為尾側巢狀皮質(NCL) 之間的連結方式與哺乳動物 PFC 的神經元非常相似。
例如,NCL 已被證明充滿了多巴胺釋放纖維,它延遲訊號的傳輸,以便在工作記憶任務期間儲存訊息,其方式與猴子前額皮質中的神經元完全相同。
進一步的研究表明,NCL 受傷嚴重擾亂鳥類的「決策、規則追蹤、主觀價值編碼以及結果與行動的關聯」。
因此,研究人員聲稱 NCL 相當於鳥類的 PFC。 然而值得注意的是,這兩種結構在大腦中的位置和形式都完全不同。 例如,NCL 不包含層,這似乎否定了 PFC 的分層結構對於高階認知能力的發展是必要的這一觀點。 相反,神經元之間的連結類型可能是心理能力的更可靠來源。
此外,由於鳥類和哺乳動物的進化線在大約3 億年前就出現了分歧,研究人員認為,它們可能並不是從共同祖先那裡繼承了這種連接性,而是進化到彼此獨立地擁有這種連接性。
因此,他們聲稱“NCL 和 PFC 可能代表了進化趨同的一個驚人案例”,這是指不相關的物種發展出相同進化特徵的過程。