Откуда у ворон и попугаев когнитивные способности? Последние исследования ученых
Плотность нейронов в отделах мозга врановых и попугаев, отвечающих за когнитивные способности, как продемонстрировали результаты последних исследований, превосходит плотность нейронов в мозгу приматов. Подробнее об этом неожиданном открытии мы расскажем в сегодняшний публикации.
Сообразительность ворон и попугаев — аксиома, подтвержденная, как наблюдениями научного сообщества, так и личным опытом владельцев пернатых. И попугаи и вороны, как известно, обладают способностью запоминать и проговаривать человеческую речь и вполне рационально использовать орудия труда. Серые вороны демонстрируют порой невероятные интеллектуальные способности в самых разных ситуациях. Они замечены зимой, съезжающими словно на санках в найденных где-то алюминиевых крышках от кастрюли с заснеженных крыш, они с очевидным воодушевлением дразнят собак и кошек, хватая их за хвосты. Они размачивают хлебные корки в луже, запасают продукты и даже научились намеренно бросать под колёса автомобилей то, что не способны расклевать. Они самым невероятным образом узнают людей «в лицо» вне зависимости от того в какой они одежде и запросто отличают ружьё от палки, «сотрудничают» друг с дружкой при совместных авантюрах, к примеру, они «работают» в паре, воруя яйца из гнёзд: одна ворона сгоняет птицу с гнезда, а другая подбирает яйца. Когнитивным способностям этих удивительных птиц, как и способностям некоторых видов попугаев посвящены пространные научные публикации и, безусловно, столь явные признаки и разнообразие проявлений интеллекта нуждаются в каком-то объяснении.
Один из самых больших умников в мире животных — жако, или африканский серый попугай
Интересно, что в научном мире интерес к «неординарным» способностям некоторых представителей пернатых возник, когда биологи и антропологи всерьёз задумались о путях развития человеческого интеллекта. Ясно, что ниоткуда так сразу интеллект появиться не мог, у него должен был быть какой-то «первоисточник» в эволюционном прошлом. В первую очередь такой первоисточник стали искать, разумеется, у приматов. Но, с учетом вышеприведенных примеров проявления «сверхспособностей', демонстрируемых сойками, воронами, сороками, какаду, жако и некоторыми другими представителями пернатых, стоящих на эволюционной ступеньке значительно дальше от человека, чем высшие приматы, гораздо интереснее для ученых стали попытки найти объяснение происхождения именно их когнитивных способностей.
Что же выяснилось? Мозг птиц включает несколько полей с распределёнными функциями. Каждое поле состоит из структурных компонентов — глии, нейронов и нейроглиальных комплексов. Нейрон, как мы знаем, информацию передаёт, глия ему помогает, а нейроглиальный комплекс, информацию анализирует, как это делают клеточные колонки коры млекопитающих. (Колонка представлена группой нейронов, расположенных в неокортексе головного мозга перпендикулярно его поверхности и объединяет нервные клетки разных слоёв коры.)
Чем же можно объяснить наличие когнитивных способностей у этих птиц, ведь если ориентироваться на размеры мозга относительно размеров тела, и общее количество нейронов, то конкурировать с приматами птицы, естественно, не смогут, да и развитая новая кора, обуславливающая наличие когнитивных способностей ряда представителей животного мира у них также отсутствует.
Исследования, проведенные в этом направлении, позволили выяснить: часть функций, исполняемых корой головного мозга у млекопитающих у птиц берет на себя стриатум (полосатое тело). Исторически стриатум — один из самых древних участков мозга, с чем связано скептическое отношение научного сообщества к его когнитивным способностям, которые формирует новая кора млекопитающих. И, тем не менее, именно у некоторых представителей семейства пернатых стриатум оказался неожиданно сложным в строении.
Если сравнить представителей подавляющего числа видов пернатых, наподобие голубя, с признанными «интеллектуалами», вроде ворон, то окажется, что удельная плотность нейронов в мозге вороны вдвое больше. Сами клетки (как собственно нейроны, так и вспомогательные глиальные клетки) у ворон мельче, а вот межклеточные нейроглиальные комплексы, ответственные за скорость оперативной обработки информации, сильно развиты и значительно крупнее.
Стоит добавить, что эффективность мозговой деятельности определяется не только числом и площадью нейронов, глии и нейроглиальных комплексов, но и их взаимной ориентацией в пространстве (своего рода иерархической структурой), определяющей способность нейронов «общаться» между собой. Взаимное расположение клеток мозга с некоторой поправкой возможно охарактеризовать с помощью расстояния между произвольной парой наиболее близких клеток. Средние расстояния между клетками образуют так называемую «матрицу близости клеток», свою для каждого изучаемой области мозга. Такая матрица оказывается прекрасным инструментом для оценки структурированности мозга и потенциала когнитивных способностей.
Такое сравнение было проведено среди представителей пернатых, а насколько конкурентоспособен мозг ворона или, к примеру, попугая, в сравнении с приматами? Ученые из Карлова университета в Праге и их коллеги из Венского университета и Университета Вандербильта провели масштабные исследования, в ходе которых сравнили количества нейронов в мозгу ряда представителей животного мира и 28 видов птиц. Результаты повергли исследователей в состояние шока. Как оказалось, у попугаев, ворон и певчих птиц удельная плотность нейронов вдвое больше чем у обезьян и вчетверо больше, чем у грызунов. Подробнее с результатами можно ознакомиться на страницах PNAS.
Кажущееся несоответствие объясняется просто: как известно, принято считать, что чем больше размер нейрона, тем больше контактов он способен образовать с другими клетками. Следовательно, чем больший объем занимает мозг, тем больше крупных нейронов в него можно «поместить», а значит, тем больше нейронных цепочек реализовать и более высокие когнитивные способности получить. Как и приматы, крупными нейронами располагают и некоторые птицы, но в значительно меньшем количестве в расчете на единицу объема. А вот эпицентр, позволяющий не только реализовывать когнитивные способности, но и в определенных отношениях превосходить в этом отношении приматов сосредоточен в структуре, называемой «плащ» конечного или большого мозга.
В сравнении с млекопитающими, у ворон, попугаев и некоторых других представителей царства пернатых ярко выражена тенденция: вместо крупных нейронов, обеспечивающих когнитивные способности в «плаще» присутствует множество нейронов мелких, жестко структурированных и обеспечивающих ту же функцию. Структурные компоненты мозга ворона расположены ближе друг к другу, что ускоряет и оптимизирует работу нервных цепочек. Если у млекопитающих в эволюционном ряду плотность клеточных элементов уменьшается, то у птиц она увеличивается, в том числе и за счёт объединения одиночных нейронов и глии в вышеупомянутые в достаточно сложные нейроглиальные комплексы.
Как подтвердили исследования, по плотности нейронов, расположенных у попугаев и врановых преимущественно в локальной зоне конечного мозга и непосредственно вовлеченных в процесс поддержки когнитивных функций, эти представители пернатых обогнали обезьян.
Следующий шаг, которые намерены предпринять ученые — попытка выяснить, существуют ли какие-либо уникальные особенности в работе этих миниатюрных нейронов, объединенных в отдельные целевые блочные зоны. Исследователи подозревают, что и здесь их ждет множество сюрпризов, ведь принципы организации и передачи информации, реализуемые между соседними укороченными нервными цепочками — «нейронными блоками» у птиц должны выглядеть совершенно иначе, чем те, которые реализуют значительно большие по размеру и проще организованные нейроны у приматов. И сейчас пока трудно исключить вероятность того, что несмотря на разные объемы мозга и меньшее общее число нейронов, мозг ворона окажется совершеннее, чем мозг шимпанзе. Скорее всего знания, полученные в ходе исследований, как и принципы организации отделов мозга, отвечающих за когнитивных способностей птиц частично смогут быть использованы и при разработке нейросетей будущего.
На этом всё, с вами был простой сервис для выбора сложной техники Dronk.Ru. Не забывайте подписываться на наш блог, будет ещё много интересного…
