
鸟类其实很聪明,例如受过训练的鸽子,能识别毕加索与莫内的画;乌鸦能辨视镜子中的自己,甚至学会将核桃放在车道上,让汽车压破核桃的壳。由于鸟类大脑没有新皮质,因此科学界长期认为鸟类不聪明;然而近日发布在《Science》期刊的两篇论文,颠覆了学界过去的认知。
研究显示,鸟类大脑有与新皮层相似的结构
新皮层是哺乳动物大脑海中进化程度最高的组织,让动物有高等的认知能力。哺乳动物的大脑皮层分为6层,在水平与垂直方向形成了有序的分层结构,这个组织特点为学习、记忆等认知功能提供了基础。相比之下,鸟类的大脑则是由密集堆积的,称为核(nuclei)的神经元构成,没有新皮层。
近期研究显示,鸟类也有与新皮层相似的大脑结构,这解释为什么鸟类有高等的行为能力,也代表鸟类大脑与灵长类大脑的相似度,比人类过去所认知的还要高。
实验一:鸽子大脑神经纤维交错,与哺乳动物的皮层相似
第一个论文由德国波鸿鲁尔大学(Ruhr University Bochum)的研究团队提出,论文第一作者为Martin Stacho。他们使用3D偏振光成像技术,分析了三种鸽子的大脑切片,并将鸟类脊髓的图片与老鼠、猴子和人类皮质的图像对比。
结果显示,鸽子大脑的大部分神经纤维也是交错的,形成了水平方向的层状和垂直方向的柱状结构,与哺乳动物的皮层组织相似。
在接下来的实验中,研究团队将神经回路关注剂注入鸽子与猫头鹰的大脑,观察神经细胞的连接模式。研究团队发现,在处理感觉信息的区域,神经纤维的结构相当有序。
实验二:鸟类可能有意识
但是鸟类有意识吗?德国图宾根大学(University of Tübingen)的神经生理学家Andreas Nieder研究腐鸦(Corvus corrone)的大脑。他们使用与测试灵长类动物意识相似的方法,观察大脑海中的NCL(nidopallium caudolaterale)的脑区。学者认为NCL类似于哺乳动物的前额叶皮层,有高等的认知功能。
实验中,研究人员在乌鸦脑海中植入电极,记录NCL神经元的活性。研究发现,当乌鸦意识到外界刺激存在或不存在时,它们的神经元会有不同的反应模式,这可能是有意识的表征。有些学者认为意识是人类独有的,该发现将颠覆学界的旧有观点。
这些发现也给科学家大脑演化的洞见。Stacho与Nieder表示,哺乳动物与鸟类的认知构造可能存在于大约3.2亿年前的共同祖先中,后来演化出不同的结构。Stacho补充,虽然哺乳类与鸟类的大脑进化方式不同,但两者却有相似的感知能力。
参考资料
《Scientific American》、《Science Alert》