Зоологи пояснили, як птахи залишаються розумними, незважаючи на маленький мозок
Зоологи пояснили, як птахи залишаються розумними, незважаючи на маленький мозок
14 січня 2024 року
Група зоопсихологів вивчила наявні знання про пташиний мозок і висунула гіпотезу про існування ключових нейронних особливостей, що дають змогу птахам залишатися розумними, незважаючи на малий розмір мозку.
Нейронні особливості складних когнітивних процесів у мозку птахів. 1. Велика кількість асоціативних нейронів; 2. Префронтальна область; 3. Щільна дофамінергічна іннервація асоціативних областей; 4. Динамічні нейрофізіологічні основи робочої пам’яті / © Onur Gunturkun et al.
Вважається, що складні когнітивні здібності – розв’язування головоломок, розпізнавання мови, впізнавання себе в дзеркалі тощо – вимагають двох ключових особливостей. По-перше, великий мозок, адже в ньому багато нейронів і, як наслідок, більша його обчислювальна потужність. По-друге, неокортекс, тобто нова кора головного мозку, що відрізняє вищих ссавців від нижчих. У людини вона становить до 80% активного об’єму мозку і відповідає за мислення, мовлення та інші важливі функції.
Неокортекс – це транспортна розв’язка для зв’язку різних ділянок мозку між собою. Такий механізм допомагає краще запам’ятовувати та уявляти об’єкти. Однак птахи, як і ссавці, демонструють високі когнітивні здібності, незважаючи на різницю в розмірах мозку: у приматів він може досягати 400 грамів, тоді як пташиний мозок не перевищує 40 грамів (а найчастіше – від одного до 25 грамів). За такого невеликого мозку новокаледонські ворони (Corvus moneduloides), наприклад, уміють користуватися інструментами, запам’ятовують, де вони їх залишили, і уявляють кроки для вирішення завдань. В Австралії великі жовтоголові какаду (Cacatua galerita) навчилися відчиняти сміттєві баки в пошуках їжі та поширили нову навичку серед інших популяцій. А голуби (Columba livia) розрізняють орфографічні помилки в коротких англійських словах, але навчаються повільніше, ніж інші “розумні”птахи. В одному дослідженні порівнювали інтелект папуг, нелюдоподібних приматів і воронів. З’ясувалося, що всі ці тварини мають схожі когнітивні здібності та працюють нарівні, за винятком просторових навичок. У новій статті, опублікованій у журналі Trends in Cognitive Sciences, троє німецьких біопсихологів засумнівалися в тому, що інтелект залежить від розмірів мозку. Дослідники запропонували чотири ключові нейронні особливості, які незалежно одна від одної розвинули “розумні”птахи та ссавці.
“Розумні” птахи. А. Папуга Жако Алекс працює над завданням, у якому йому потрібно було назвати предмети за їхнім кольором або назвати колір певного предмета; B. Новокаледонський ворон тримає стебло листка – інструмент, що використовується для добування личинок жуків; С. Жовтоголовий какаду відкриває кришку сміттєвого контейнера, щоб знайти їжу; D. Голуб, що виконує завдання з орфографії, в якому він повинен був клювати слово або зірку для правильно або неправильно написаних слів, відповідно / © Onur Gunturkun et al.
Автори стверджують, що розмір мозку не так важливий, як важлива кількість нейронів. Пташиний мозок за будь-яких розмірів тіла залишається маленьким, адже пернаті завжди економлять на масі, щоб не втратити здатність до польоту. Попереднє дослідження показало, що у птахів удвічі більше нейронів на одиницю об’єму мозку, ніж у приматів, і вчетверо, ніж у гризунів. Але, ймовірно, як зазначають автори, вирішальну роль відіграє більша частка асоціативних нейронів, що обробляють інформацію.
Також, за словами дослідників, у птахів є аналог неокортексу ссавців. Він складається з утворень у вигляді шарів і колоноподібних структур, які розташовані в багатьох сенсорних зонах паліуму (у ссавців це кора великих півкуль). До того ж і в птахів, і в ссавців незалежно один від одного розвинулася робоча (оперативна) пам’ять у префронтальній ділянці мозку. Наприклад, у воронів нейрони в цій зоні проявляли активність під час запам’ятовування.
У тій самій префронтальній ділянці, як зазначають автори, у птахів і ссавців є система, що використовує нейромедіатор дофамін для ухвалення рішень і адаптації до ситуацій, що змінюються. Ці системи не гомологічні, підкреслюють біопсихологи, а являють собою результати конвергентної еволюції.
У нового пояснення розвитку інтелекту “розумних птахів” є низка питань, які ще належить вирішити. Неясно, наприклад, як працює довготривала пам’ять птахів, як вони витягують з неї знання. Автори припускають, що інші важливі чинники пташиного розуму полягають у мозочку і високій температурі тіла (40-42°C).