Група зоопсихологів вивчила наявні знання про пташиний мозок і висунула гіпотезу про існування ключових нейронних особливостей, що дають змогу птахам залишатися розумними, незважаючи на малий розмір мозку.
Нейронні особливості складних когнітивних процесів у мозку птахів. 1. Велика кількість асоціативних нейронів; 2. Префронтальна область; 3. Щільна дофамінергічна іннервація асоціативних областей; 4. Динамічні нейрофізіологічні основи робочої пам’яті / © Onur Gunturkun et al.
Вважається, що складні когнітивні здібності – розв’язування головоломок, розпізнавання мови, впізнавання себе в дзеркалі тощо – вимагають двох ключових особливостей. По-перше, великий мозок, адже в ньому багато нейронів і, як наслідок, більша його обчислювальна потужність. По-друге, неокортекс, тобто нова кора головного мозку, що відрізняє вищих ссавців від нижчих. У людини вона становить до 80% активного об’єму мозку і відповідає за мислення, мовлення та інші важливі функції. Неокортекс – це транспортна розв’язка для зв’язку різних ділянок мозку між собою. Такий механізм допомагає краще запам’ятовувати та уявляти об’єкти.
Однак птахи, як і ссавці, демонструють високі когнітивні здібності, незважаючи на різницю в розмірах мозку: у приматів він може досягати 400 грамів, тоді як пташиний мозок не перевищує 40 грамів (а найчастіше – від одного до 25 грамів). За такого невеликого мозку новокаледонські ворони (Corvus moneduloides), наприклад, уміють користуватися інструментами, запам’ятовують, де вони їх залишили, і уявляють кроки для вирішення завдань. В Австралії великі жовтоголові какаду (Cacatua galerita) навчилися відчиняти сміттєві баки в пошуках їжі та поширили нову навичку серед інших популяцій. А голуби (Columba livia) розрізняють орфографічні помилки в коротких англійських словах, але навчаються повільніше, ніж інші “розумні” птахи.
В одному дослідженні порівнювали інтелект папуг, нелюдоподібних приматів і воронів. З’ясувалося, що всі ці тварини мають схожі когнітивні здібності та працюють нарівні, за винятком просторових навичок. У новій статті, опублікованій у журналі Trends in Cognitive Sciences, троє німецьких біопсихологів засумнівалися в тому, що інтелект залежить від розмірів мозку. Дослідники запропонували чотири ключові нейронні особливості, які незалежно одна від одної розвинули “розумні” птахи та ссавці.
“Розумні” птахи. А. Папуга Жако Алекс працює над завданням, у якому йому потрібно було назвати предмети за їхнім кольором або назвати колір певного предмета; B. Новокаледонський ворон тримає стебло листка – інструмент, що використовується для добування личинок жуків; С. Жовтоголовий какаду відкриває кришку сміттєвого контейнера, щоб знайти їжу; D. Голуб, що виконує завдання з орфографії, в якому він повинен був клювати слово або зірку для правильно або неправильно написаних слів, відповідно / © Onur Gunturkun et al.
Автори стверджують, що розмір мозку не так важливий, як важлива кількість нейронів. Пташиний мозок за будь-яких розмірів тіла залишається маленьким, адже пернаті завжди економлять на масі, щоб не втратити здатність до польоту. Попереднє дослідження показало, що у птахів удвічі більше нейронів на одиницю об’єму мозку, ніж у приматів, і вчетверо, ніж у гризунів. Але, ймовірно, як зазначають автори, вирішальну роль відіграє більша частка асоціативних нейронів, що обробляють інформацію.
Також, за словами дослідників, у птахів є аналог неокортексу ссавців. Він складається з утворень у вигляді шарів і колоноподібних структур, які розташовані в багатьох сенсорних зонах паліуму (у ссавців це кора великих півкуль). До того ж і в птахів, і в ссавців незалежно один від одного розвинулася робоча (оперативна) пам’ять у префронтальній ділянці мозку. Наприклад, у воронів нейрони в цій зоні проявляли активність під час запам’ятовування.
У тій самій префронтальній ділянці, як зазначають автори, у птахів і ссавців є система, що використовує нейромедіатор дофамін для ухвалення рішень і адаптації до ситуацій, що змінюються. Ці системи не гомологічні, підкреслюють біопсихологи, а являють собою результати конвергентної еволюції.
У нового пояснення розвитку інтелекту “розумних птахів” є низка питань, які ще належить вирішити. Неясно, наприклад, як працює довготривала пам’ять птахів, як вони витягують з неї знання. Автори припускають, що інші важливі чинники пташиного розуму полягають у мозочку і високій температурі тіла (40-42°C).