Мозг попугая ары размером с неочищенный грецкий орех, мозг макаки же по размеру соответствует лимону. Тем не менее, у ары передний мозг — часть мозга, связываемая с интеллектуальным поведением — содержит больше нейронов, чем передний мозг макаки.
Этот факт — один из удивительных результатов первого систематического исследования, в котором учёные подсчитывали количество нейронов в мозге более чем двух десятков видов птиц (от крошечной зебровой амадины до почти двухметрового эму) и обнаружили, что их мозг содержит больше нейронов, чем мозг такой же массы млекопитающих. Результаты исследования опубликованы онлайн в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) 13 июня.
«Долгое время иметь „птичьи мозги“ было чем-то плохим, однако сейчас выясняется, что это может быть и комплимент», — говорит соавтор исследования Сюзанна Эркулано-Хузель (Suzana Herculano-Houzel), нейробиолог из университета Вандербильта (Vanderbilt University).
Исследование даёт прямой ответ на загадку, над которой специалисты по сравнительной нейроанатомии бились более десятилетия: как могут обладающие таким маленьким мозгом птицы показывать сложное когнитивное поведение?
Эта научная головоломка появилась после серии исследований предыдущих лет, в которых когнитивные способности попугаев и воро́н сравнивались с аналогичными способностями приматов. Было показано, что птицы могут изготавливать инструменты и пользоваться ими, использовать инсайт, чтобы решать задачи, делать выводы о причинно-следственных связях, узнавать себя в зеркале и планировать будущие нужды. То есть птицы обладают рядом способностей, которые раньше эксклюзивно приписывались приматам.
Раньше учёные объясняли это с помощью некой «резервной» гипотезы: мозги птиц могут обладать совершенно другой внутренней связностью по сравнению с мозгом приматов. Однако два года назад эта гипотеза была отклонена после детального изучения структуры мозга голубя, которое показало, что он организован сходным образом с мозгом приматов.
Новое исследование предоставило более правдоподобное объяснение: птицы могут показывать различное сложное поведение благодаря тому, что их передний мозг содержит гораздо больше нейронов, чем кто-либо представлял — столько же, сколько у примата среднего размера.
«Мы обнаружили, что у птиц, особенно у певчих и у попугаев, удивительно большое количество нейронов в плаще конечного мозга, части мозга, соответствующей коре больших полушарий, которая поддерживает высшие когнитивные функции, такие как планирование будущего или обнаружение шаблонов. Это объясняет, почему птицы показывают когнитивное поведение, такое же сложное, как у приматов», — говорит Эркулано-Хузель.
Эта ситуация стала возможной, потому что нейроны в мозгу птиц меньше, чем у млекопитающих и более плотно упакованы. Мозг попугая, к примеру, содержит в два раза больше нейронов, чем мозг приматов такой же массы и почти в четыре раза больше, чем эквивалентный мозг грызуна.
«В вопросах дизайна мозга у природы существует всего два параметра, которыми можно управлять: размер и количество нейронов и распределение нейронов по различным мозговым центрам. И в мозгах птиц природа подкрутила их оба», — поясняет автор исследования.
При этом Эркулано-Хузель и её коллеги отмечают, что связь между интеллектом и количеством нейронов ещё твёрдо не установлена и что важным результатом исследования является то, что оно демонстрирует существование более чем одного способа построить большой мозг.