新發現的大腦結構解釋了為什麼一些鳥類如此聰明 甚至可能有自我意識

“鳥腦”從來沒有得到過這樣的贊美。近年來,人們發現鳥類能夠製造工具,理解抽象的概念,甚至能夠識別莫奈和畢加索的畫作。但它們缺乏新皮層–哺乳動物大腦中發生工作記憶、計劃和解決問題的區域–長期以來一直讓科學家們感到困惑。現在,研究人員在鳥類大腦中發現了一種以前未知的微電路排列,可能類似於哺乳動物的新皮層。而在另一項研究中,其他研究人員也將這一區域與意識思維聯系起來。

新發現的大腦結構解釋了為什麼一些鳥類如此聰明 甚至可能有自我意識

這兩篇論文已經被譽為是突破性的。西雅圖華盛頓大學的野生動物生物學家、烏鴉專家約翰-馬茲魯夫說:”人們通常認為,鳥類的異形大腦架構限制了思維、意識和最先進的認知。”

事實上,正是因為鳥類和哺乳動物的認知能力相似,波鴻魯爾大學的神經解剖學家Martin Stacho決定研究控制感知的鳥類前腦。對哺乳動物和鳥類大腦的粗略比較表明,”它們沒有任何共同之處,然而鳥類和哺乳動物有許多相同的認知技能。”

為了找出鳥類大腦是如何支持這些天賦的,Stacho和他的同事利用3D偏振光成像技術檢查了三種歸巢鴿大腦的顯微切片。這種高分辨率的技術讓他們分析了一個叫做pallium的前腦區域的電路,該區域被認為與哺乳動物的新皮質最為相似。雖然pallium缺乏皮質的六層,但它有獨特的結構,改由長纖維來連接。

科學家們將鳥類脊髓的圖像與大鼠、猴子和人類皮質的圖像進行了比較。他們分析發現,鳥類腦髓中的纖維與哺乳動物皮層中的纖維組織方式驚人地相似。

研究人員還直觀地看到了鴿子和貓頭鷹這兩種遠親鳥類大腦中神經元之間的連接。在取出深度麻醉的鳥類大腦後,科學家將晶體注入解剖後的大腦中,發現感覺區域中的迴路與哺乳動物新皮質中的迴路相似。他們今天在《科學》雜志上報告說,正是這種神經架構 – 結構之間的連接,而不是結構本身解釋了為什麼鳥類和哺乳動物一樣具有認知天賦。

新發現的大腦結構解釋了為什麼一些鳥類如此聰明 甚至可能有自我意識

“這項研究證實了古老的諺語,即外觀可以欺騙人,”Marzluff說。雖然鳥類和哺乳動物的大腦 “看起來非常不同,但這項研究向我們展示了它們實際上是以非常互補的方式實現傳遞信息的”。

但是,鳥類有意識的經驗嗎?它們是否意識到自己的所見和所做?為了找出答案,圖賓根大學的神經生理學家Andreas Nieder觀察了腐鴉(Corvus corrone)的大腦,因為它們對提示做出了反應。這些烏鴉和它們的表親因其智慧而被稱為 “羽猿”,它們甚至被證明可以進行因果推理。但從這樣的實驗中推斷意識是很有挑戰性的,Nieder說。

因此,他和同事們使用了一種類似於探查靈長類動物意識跡象的測試–一種被認為是隨着某些神經元的突然激活而產生的精神狀態。他們訓練兩只實驗室飼養的、1歲大的腐鴉對顯示器上顯示的微弱提示作出反應,移動或保持不動。當正確時,這些鳥兒就會得到獎勵。然後,科學家們在烏鴉的大腦中植入電極,記錄它們做出反應時的神經元信號。當烏鴉做出反應時,它們的神經元就會發射,表明它們有意識地感知到了提示;但當它們沒有反應時,它們的神經元就會沉默。研究人員今天在《科學》雜志上報告說,與烏鴉的行動一致而發射的神經元位於腦髓中。Nieder稱這是 “鳥類大腦中感覺意識的經驗性標記”,類似於在靈長類動物中看到的。

這肯定會引發辯論,因為 “一些研究人員認為意識是人類獨有的,”哈佛大學的比較心理學家艾琳-佩珀伯格(Irene Pepperberg)說,她以與非洲灰鸚鵡亞歷克斯(Alex)的合作而聞名,亞歷克斯用英語交流抽象概念。Pepperberg沒有參與這些新的研究,但發現它們 “真的很令人興奮”。

Stacho和Nieder補充說,哺乳動物和鳥類認知的構件可能已經存在於它們最後的共同祖先中,大約3.2億年前。”當然,哺乳動物和鳥類大腦的進化方式不同,”Stacho說。”令人驚訝的是,它們在感知和認知能力上仍然是如此相似。”

來源:cnBeta