Группа зоопсихологов изучила существующие знания о птичьем мозге и выдвинула гипотезу о существовании ключевых нейронных особенностей, которые позволяют птицам оставаться умными, несмотря на малый размер мозга.
Нейронные особенности сложных когнитивных процессов в мозге птиц. 1. Большое количество ассоциативных нейронов; 2. Префронтальная область; 3. Плотная дофаминергическая иннервация ассоциативных областей; 4. Динамические нейрофизиологические основы рабочей памяти / © Onur Güntürkün et al.
Считается, что сложные когнитивные способности — решение головоломок, распознавание речи, узнавание себя в зеркале и другие — требуют двух ключевых особенностей. Во-первых, большой мозг, ведь в нем много нейронов и, как следствие, больше его вычислительная мощность. Во-вторых, изокортекс, то есть новая кора головного мозга, отличающая высших млекопитающих от низших. У человека она составляет до 80% активного объема мозга и отвечает за мышление, речь и другие важные функции. Изокортекс — это транспортная развязка для связи разных областей мозга между собой. Такой механизм помогает лучше запоминать и представлять объекты.
Однако птицы, как и млекопитающие, демонстрируют высокие когнитивные способности, несмотря на разницу в размерах мозга: у приматов он может достигать 400 граммов, в то время как птичий мозг не превышает 40 граммов (а чаще всего — от одного до 25 граммов). При столь небольшом мозге новокаледонские вороны (Corvus moneduloides), например, умеют пользоваться инструментами, запоминают, где они их оставили, и представляют шаги для решения задач. В Австралии большие желтохохлые какаду (Cacatua galerita) научились открывать мусорные баки в поисках пищи и распространили новый навык среди других популяций. А голуби (Columba livia) различают орфографические ошибки в коротких английских словах, но обучаются медленнее, чем другие «умные» птицы.
В одном исследовании сравнивался интеллект попугаев, нечеловекообразных приматов и воронов. Выяснилось, что все эти животные обладают схожими когнитивными способностями и работают наравне, за исключением пространственных навыков. В новой статье, опубликованной в журнале Trends in Cognitive Sciences, трое немецких биопсихологов усомнились в том, что интеллект зависит от размеров мозга. Исследователи предложили четыре ключевые нейронные особенности, которые независимо друг от друга развили «умные» птицы и млекопитающие.
Авторы утверждают, что размер мозга не так важен, как важно количество нейронов. Птичий мозг при любых размерах тела остается маленьким, ведь пернатые всегда экономят на массе, чтобы не потерять способность к полету. Предыдущее исследование показало, что у птиц вдвое больше нейронов на единицу объема мозга, чем у приматов, и вчетверо, чем у грызунов. Но, вероятно, как отмечают авторы, решающую роль играет большая доля ассоциативных нейронов, обрабатывающих информацию.
Также, по словам исследователей, у птиц есть аналог изокортекса млекопитающих. Он состоит из образований в виде слоев и колоннообразных структур, которые находятся во многих сенсорных зонах паллиума (у млекопитающих это кора больших полушарий). Вдобавок и у птиц, и у млекопитающих независимо друг от друга развилась рабочая (оперативная) память в префронтальной области мозга. Например, у воронов нейроны в этой зоне проявляли активность во время запоминания.
В той же префронтальной области, как отмечают авторы, у птиц и млекопитающих есть система, которая использует нейромедиатор дофамин для принятия решений и адаптации к изменяющимся ситуациям. Эти системы не гомологичны, подчеркивают биопсихологи, а представляют собой результаты конвергентной эволюции.
У нового объяснения развития интеллекта «умных птиц» есть ряд вопросов, которые еще предстоит решить. Неясно, например, как работает долговременная память птиц, как они извлекают из нее знания. Авторы предполагают, что другие важные факторы птичьего ума заключаются в мозжечке и высокой температуре тела (40-42°C).
