Сложные когнитивные процессы возможны без новой коры

Сложные когнитивные процессы возможны без новой коры
Согласно ряду исследований, паллиум (плащ конечного мозга) птиц содержит участки, гомологичные слоям неокортекса млекопитающих, но расположенные не слоями, а с образованием ядер. При этом количество нейронов в мозге врановых, например, меньше, чем в мозге млекопитающих, однако врановые могут решать столь же сложные когнитивные задачи, что и приматы. Дело в том, что развитие мозга птиц пошло иным путём — не за счёт усложнения нейронных колонок, как у млекопитающих, а посредством усложнения и «уплотнения» шаровидных комплексов клеток. На фото — ворон у зеркала. Источник — Canislupuscorax.

На первый взгляд, мозг птиц и млекопитающих демонстрирует много существенных различий. Несмотря на это, когнитивные способности некоторых групп птиц совпадают с когнитивными способностями приматов.

Результаты исследований, собранные в течение последних десятилетий показали, что птицы обладают сложными когнитивными способностями. Согласно одной из теорий, они могут применять их только в определённых ситуациях, например, когда запасают пищу. В обзорной статье в журнале Trends in Cognitive Sciences, доктор Онур Гюнтюркюн (Onur Güntürkün) из Рурского университета в Бохуме (нем. Ruhr-Universität Bochum) и доктор Томас Бугньяр (Thomas Bugnyar) из Университета Вены показывают, что это не так.

«Умственные способности врановых и попугаев являются столь же сложными и разнообразными, как и у обезьян», — говорит Онур Гюнтюркюн, руководитель кафедры биопсихологии в Бохуме. Помимо всего прочего, они способны логически мыслить, узнавать себя в зеркале и испытывать эмпатию.

Сложные когнитивные процессы без неокортекса

У млекопитающих когнитивные навыки контролируются многослойной корой головного мозга, называемой также неокортексом. Такой структуры мозга нет у птиц, вместо этого сложные умственные задачи решаются так называемым паллиумом (плащом конечного мозга). Кроме того, мозг птиц гораздо меньше, чем мозг обезьян. «Каким образом тогда птицы способны к сходной с обезьянами когнитивной деятельности? — Спрашивает Гюнтюркюн. — Возможно ли, что очень разные мозговые механизмы сложных когнитивных процессов развились независимо друг от друга у птиц и у млекопитающих за 300 миллионов лет существования?»

Чтобы ответить на этот вопрос, он и его коллега проанализировали многочисленные нейроанатомические исследования. Их вывод: в целом, мозг обеих групп животных действительно имеет очень разные структуры. При детальном рассмотрении, однако, становятся очевидными общие черты. Отдельные модули мозга, например, соединены сходным образом, и у обеих групп животных имеется префронтальная структура мозга, которая управляет сходными исполнительными функциями.

Происхождение сходства неизвестно

Неизвестно, как развивались эти общие черты. Возможно, их последний общий предок передал нейронную основу и птицам, и млекопитающим. Или — и авторы считают это более вероятным — сходные механизмы развивались независимо друг от друга, потому что обе группы животных сталкиваются с одинаковыми проблемами. То есть, в ходе долгой параллельной эволюции млекопитающих и птиц некоторые нейронные механизмы когнитивных процессов и сложного поведения могли развиваться конвергентно, несмотря на в целом довольно различную структуру головного мозга.

«Совершенно ясно, что многослойная кора головного мозга млекопитающих не требуется для сложных когнитивных процессов, — делает вывод Гюнтюркюн. — Абсолютный вес мозга также не является релевантным для умственных способностей». В то время как масса мозга приматов варьирует в среднем от 275 до 500 граммов, птицы, которые, несмотря на отсутствие новой коры головного мозга, столь же сообразительны, обходятся массой всего лишь от 5 до 20 граммов.

Дмитрий Райдер :