鸟类的大脑可能并不像其微小的尺寸所暗示的那样无用,甚至可能包含使它们能够执行通常与哺乳动物大脑相关的复杂认知任务的结构。既然如此,该杂志上一项新研究的作者认知科学的趋势认为某些高级心理能力可能不取决于大脑的大小或结构,而是取决于连接的类型。
在哺乳动物的大脑中,有一个区域被称为前额皮质(PFC) 控制执行功能,例如工作记忆、推理和同情他人的能力。 PFC 覆盖了大部分前脑,分为六层(称为薄片),每层都包含不同类型的神经元细胞和特定的连接模式。
因此,这种特殊结构的存在被认为是哺乳动物独有的高级认知能力的重要先兆。
然而,过去几十年的大量研究表明,某些鸟类实际上可能拥有与某些灵长类动物相当的智力。在一项此类研究中,一只名为的非洲灰鹦鹉亚历克斯学会给物品贴标签并使用沟通技巧来解决一系列认知任务。其他实验表明乌鸦在争夺食物时采用狡猾的策略试图欺骗他人,同时喜鹊千斤顶似乎能在镜子中认出自己,这表明了一定程度的自我意识。
鉴于这些证据,这项新研究的作者认为鸟类大脑中一定含有与前额皮质相当的部分,它协调执行功能,但所占的体积比哺乳动物皮质小得多。他们回顾了几十年来收集的鸟类神经解剖学文献,试图解释“具有 5 到 20 克的小型非皮质大脑的鸟类如何能够表现出与具有较大皮质和大脑重量在 275 到 500 克之间的猿类相同的能力。”
非洲灰鹦鹉以其沟通技巧而闻名。 FrameAngel/Shutterstock
他们从以下工作开始哈维卡他在 20 世纪 60 年代表明,尽管鸟类和哺乳动物的大脑结构不同,但它们实际上包含许多相同类型的神经元和连接模式。未来的研究表明,鸟类大脑区域的神经元称为尾侧巢状皮质(NCL) 之间的连接方式与哺乳动物 PFC 的神经元非常相似。
例如,NCL 已被证明充满了多巴胺释放纤维,它延迟信号的传输,以便在工作记忆任务期间存储信息,其方式与猴子 PFC 中的神经元完全相同。
进一步的研究表明,NCL 受伤严重扰乱鸟类的“决策、规则跟踪、主观价值编码以及结果与行动的关联”。
因此,研究人员声称 NCL 相当于鸟类的 PFC。然而值得注意的是,这两种结构在大脑中的位置和形式都完全不同。例如,NCL 不包含层,这似乎否定了 PFC 的分层结构对于高级认知能力的发展是必要的这一观点。相反,神经元之间的连接类型可能是心理能力的更可靠来源。
此外,由于鸟类和哺乳动物的进化线在大约 3 亿年前就出现了分歧,研究人员认为,它们可能并不是从共同祖先那里继承了这种连接性,而是进化到彼此独立地拥有这种连接性。
因此,他们声称“NCL 和 PFC 可能代表了进化趋同的一个惊人案例”,这是指不相关的物种发展出相同进化特征的过程。