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拥有“鸟脑”实际上是一种赞美

了解鸟类大脑如何通过密集的神​​经连接和高认知能力(单位质量)展现出智能,甚至超越灵长类动物。

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(图片来源:Natthawat Wongrat/Shutterstock) 称某人“脑子像鸟一样”已不再是过去那样是对智力的侮辱。诚然,鸟类的大脑很小,但根据一项新研究,它们惊人的智力可能源于在更小的空间内封装了更多的神经连接。有些鸟类擅长完成那些被认为需要“高级思维”的任务,例如为未来做计划、使用工具以及在镜子中认出自己。尽管它们的脑容量比灵长类动物小好几倍,但鸟类完成这些挑战的水平却能与之媲美甚至超越。

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少即是多

来自范德堡大学的研究人员认为,鸟类并非通过组织方式不同的大脑来工作,而是简单地将更多的神经元封装到比灵长类动物更小的空间里。研究人员分析了28个不同鸟类物种的大脑,发现鹦鹉和鸣禽的大脑在通常与更复杂活动相关的前脑区域尤其密集。与同等大小的灵长类动物大脑相比,这些鸟类拥有两倍的神经元,并且它们之间的连接性更强。换句话说,研究人员认为鸟类大脑可能提供“单位质量下的认知能力远高于哺乳动物大脑”。

科学家分析的鸟类大脑样本。图中黄色部分显示了每种的神经元总数(百万),蓝色部分显示了前脑(纹状体)的神经元数量(百万),红色部分显示了脑质量(克)。右下角的比例尺为10毫米。(图片来源:Suzana Herculano-Houzel/Vanderbilt University)

小神经元成就更多

在调查中,研究人员将目标对准了鸟类大脑中的纹状体,这是一个与哺乳动物大脑皮层类似但功能不同的结构。在哺乳动物中,较大的神经元有助于连接遥远的脑区,但这会牺牲密度。鸟类通过将大部分神经元紧密地排列在一起,并培养少量较大的神经元来处理长距离通信,从而克服了这种权衡。“在设计大脑时,大自然有两个参数可以调整:神经元的大小和数量,以及神经元在不同脑区中的分布,”首席作者Suzana Herculano-Houzel在新闻稿中说道。“在鸟类身上,我们发现大自然同时利用了这两个参数。”他们于周一在《美国国家科学院院刊》上发表了他们的研究结果。虽然神经元数量与认知能力之间尚未建立直接联系,但这项研究为某些鸟类非凡的智慧提供了一个合理的解释。然而,鸟类大脑密度更高的进化根源仍然不清楚——这可能是一种让鸟类减轻体重以便更好地飞行的策略,或者仅仅是趋异进化的一个例子。

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