Разбираемся в особенностях строения мозга врановых
Разумеется, самая главная особенность врановых — их интеллект. Причём история исследования птичьего мозга полна драм и мучительных попыток натянуть сову теории на глобус практических наблюдений.
Проблема заключалась в следующем: поскольку исследования психики базировались в первую очередь на матчасти хомосапиенсов (по очевидным причинам), во вторую на приматах (как близких родственниках), а в третью — на млекопитающих в целом, долгое время самоочевидной вещью считался тот факт, что за ВНД отвечает неокортекс. Нет неокортекса — нет ВНД. А поскольку неокортекс отсутствует у птиц как явление, вопрос птичьего интеллекта закрыли, толком не открыв. Архитектура ЦП не позволяет. Точка.
Врановые и попугаи пожали плечами и продолжили успешно решать сложные когнитивные задачи назло кожаным мешкам. Число наблюдаемых случаев сложного поведения росло, игнорировать их становилось всё труднее. Со временем дело дошло и до лабораторных экспериментов по полному чину, и от их результатов отмахнуться уже не получалось. По всему выходило, что птицы не только догоняют млеков в среднем по больнице — они уделывают большинство из них на изи.
Схема строения полушарий конечного мозга серой вороны. Обозначения: HA — hyperstriatum accessorium, HD — hyperstriatum dorsale, HV — hyperstriatum ventrale, N — neostriatum, LPO — lobus olfactorius, CHp — hippocamous, lfm — lamina frontalis suprema, lfs — lamina frontalis superior, lh — lamina hyperstriatica, lmd — lamina medialis dorsalis, APH — parahippocampus, ES — ectostriatum, PA — paleostriatum accessorium, Spt — septum, PP — paleostriatum primitivum, CDL — lamina corticoidalis, AS — archistriatum, Tel — telencephalon, Wall — vallecula, Cer — cerebellum
Подход пришлось поменять: раз налицо развитая когнитивка — надо пересматривать вопросы матчасти. Неокортекса у птиц нет, не было и не предвидится. Это факт. У млекопитающих за интеллект отвечает именно неокортекс. Это тоже факт. Интеллект и прочие сложные психические функции у птиц присутствуют. И это тоже факт. Из этих трёх фактов очевиден вывод: архитектура мозга у птиц принципиально иная, чем у млекопитающих. Осталось лишь выяснить, какова же она.
К счастью, приближался двадцать первый век, и, помимо пил, зубил и молотков, в распоряжении учёных появились разные томографы, энцефалографы и прочие инструменты неразрушающего контроля, позволяющие в реальном времени отследить активность различных зон птичьего мозга без необходимости предварительно извлекать его из птицы. Полученные результаты выглядели довольно неожиданно.
Птичий мозг мал. Поскольку большая часть птиц заточена под полёт, авиационная специфика накладывает свои ограничения, в первую очередь по массе. Ну и по энергопотреблению, куда ж без этого. В и без того невеликую птичью черепушку уже запихали два крупных глаза (по отношению к размерам тела птичьи глаза куда крупнее, чем у млекопитающих). Там же просверлили пару дырок под уши, тоже, надо сказать, немаленьких. А ещё в эту голову птица ест. Найдите место для крепления мышц клюва спереди и мышц шеи сзади. А в оставшееся пространство запихайте мозг, да такой, чтобы не слишком много энергии потреблял, и весил сущую фигню — ведь всё вышеописанное нужно таскать по воздуху исключительно силой мускулов. Нравится ТЗ? Запускайте автокад, обсчитывайте…
Итак, помимо примитивной структуры, птичий мозг слишком мал, чтобы там поместилась хоть одна умная мысль. Учёные опасливо обошли знакомые грабли (раз матчасть не позволяет — значит, ВНД невозможна) и стали выяснять, как работает то, что работать вообще не должно. На данный момент им удалось выяснить примерно следующее.
Во-первых, большинство птиц интеллектом не блещут (впрочем, с млекопитающими — да и с некоторыми людьми, чего уж греха таить — это правило тоже работает). Голуби, например, реально глупые. Большую часть процессорной мощности у них отжирает GPS-ка, остального едва хватает, чтобы понять, что еду нужно пихать в клюв, а не куда-то ещё. Но и тут есть нюансы: даже невеликий интеллектом голубь способен к обучению неким нехитрым командам. Говорят, у Скиннера голуби по свистку клевали железный лом, долго, упорно, пока не поступала команда «прекратить». Однако, среди птиц выделяются два семейства — врановые и попугаи — интеллект которых догоняет, а местами и перегоняет обезьян и вполне сравним с человеческим.
Врановые способны к прогнозированию, абстрагированию, использованию и изготовлению орудий труда, счёту, различают цвета, используют сложную систему коммуникации — в общем, обладают кучей плюшек, которые даёт развитой интеллект. При этом мозг их по массе, размерам и энергопотреблению и близко не сравним с человеческим. Столь впечатляющие характеристики вороньего ЦП обусловлены его весьма специфической структурой.
Первое, за счёт чего удалось достичь столь впечатляющих показателей оптимизации — размер единичного нейрона. Птичьи нейроны гораздо мельче, следовательно, при прочих равных в отведённый объем их влезет куда больше.
Второе — более плотная упаковка. Нейроны у птиц мало того, что мелкие — они набиты в имеющийся объём плотнее, чем селёдки в бочку. Таким образом мы можем ещё немного выиграть в их количестве.
Третье. Перейдём от количества к качеству. Кроме размеров и плотности упаковки у птичих нейронов есть ещё одна фича: у них больше дендритов, а следовательно — больше связей с соседними клетками.
Четвёртое. Эти компактные, ветвистые, плотно упакованные нейроны объединяются в высокоэффективные нейроглиальные комплексы, отличные по структуре от таковых у млеков. Если для млекопитающих характерны так называемые «колонки», то для птиц — шаровидные скопления.
В итоге главные умники птичьего мира (врановые и попугаи) уделывают обезьян как по количеству нейронов (и это в мозге размером с фундук!), так и по эффективности их использования. Неудивительно, что при такой прогрессивной архитектуре процессора четырёхмесячный ворон на бенчмарках по всем параметрам догоняет взрослого (!) шимпанзе. Уважайте врановых, ребята. Когда мы всё-таки допрыгаемся до ядерной войны, именно им предстоит возрождать цивилизацию на руинах планеты. И будем надеяться, им хватит ума мирно ужиться с крысами, попугаями и осьминогами. До новых встреч!
Автор и фотограф: Даниил Ли
Оригинал
Ещё по теме врановых:
— Немного наблюдений касательно вороньего зрения
