Отмъщението на "мозъците на врабчетата"

Изненада в света на неврологията: мозъкът на птиците има поразителни прилики с този на хората. До степен да дариш тези животни със съвест ...

психо

Като тренират достатъчно, гълъбите могат да различават творбите на Пикасо и Моне ... Това не е шега! Що се отнася до гарваните, те са в състояние да се разпознаят в огледалото, като хората над 18 месеца. И в университетския кампус в Япония беше установено, че гарваните умишлено оставят ядки на пешеходен преход, така че да счупят черупките си, докато се разхождат ... По този начин много видове птици са невероятно интелигентни, далеч от прякорите, украсени в главите. канапе и други мозъци на врабчетата.

Двете статии, които току-що се появиха през септември 2020 г. в списание Science, разбиват популярния възглед за ограничените когнитивни способности на птиците. Според тях птиците имат мозък, който прилича много повече на нашия, отколкото на всичко, което сме мислили преди.

Какво представлява кората ?

Години наред се предполагаше, че мозъкът на птиците е ограничен в своите когнитивни функции, тъй като му липсва това, което се нарича „неокортекс“. При бозайниците неокортексът е еволюционно най-новият и най-внушителен външен слой на мозъка, който дава възможност за комплексно познание и творчество и който формира по-голямата част от това, което в гръбначните животни заедно наричаме "палиум".

Тези нови открития обаче показват, че птиците също имат мозъчна структура, сравнима с неокортекса, дори ако тя приема различна форма. Всъщност се оказва, че на клетъчно ниво въпросните мозъчни области имат организация, която много прилича на тази на кората на бозайник, което обяснява защо много птици проявяват поведение и умения. Когнитивни умения на високо ниво, които отдавна озадачават учени. Тези нови данни дори предполагат, че птиците също имат известна степен на съзнание.

Как изглежда кората на бозайниците? Виждаме неврони, събрани в „колони“, малки цилиндрични образувания от няколко микрометра, в които невроните са тясно свързани помежду си. Всяка колона има шест слоя неврони, от най-дълбокия до най-близкия до повърхността на кората. Невроните комуникират вертикално помежду си в рамките на колона, а колоните комуникират хоризонтално помежду си в рамките на кората. Мозъците на птиците, от друга страна, се състоят от съпоставяне на разпръснати клъстери неврони, наречени "ядра", един от които се нарича "дорзален вентрикуларен гребен" или DVR (за дорзален вентрикуларен хребет), и друг, "wulst".

Ядра също организирани в слоеве и колони

В една от тези две нови статии Онур Гюнтюркюн, невролог от Университета Рур в Бохум, Германия, и колегите му анализираха регионите на DVR и шума, участващ в обработката на звуци и изображения. Наскоро те използваха техника, наречена триизмерно изображение на поляризирана светлина или 3D-PLI. Този метод на микроскопия дава възможност да се визуализират нервните влакна в най-малките мозъчни проби. И по този начин те откриха, че при гълъбите и плевелите сови тези мозъчни зони са изградени по подобен начин на нашата неокортекс: организация в слоеве и колони, хоризонтални и вертикални вериги, свързващи различните неврони ... Резултатите потвърдени благодарение на маркирането и проследяването на нерва влакна от молекула, наречена "биоцитин", техника за оцветяване на неврони.

„Палиумът на бозайниците и този на птиците имат сходен произход и свързаност в развитието и следователно трябва да се считат за еквивалентни структури. Тук изследователите показват, че удовлетворението от това, което виждаме с просто око, следователно може да бъде подвеждащо. »Сузана Херкулано-Хузел

„Сега можем да кажем, че тази подобна на кора, слоеста организация наистина е характеристика на целия преден мозък на повечето, ако не и на всички птици“, казва Мартин Стачо, съавтор на изследването и колега на Гюнтюркюн от Рурския университет в Бохум. "DVR не е неокортексът", каза Сузана Херкулано-Хоузел, невролог от Университета Вандербилт, която написа коментар, придружаващ двете нови статии, без да е участвала пряко в изследването. „Но палиумът на бозайниците и този на птиците имат сходен произход и свързаност в развитието и следователно трябва да се считат за еквивалентни структури. Тук авторът Мартин Стачо показва, че разчитането на това, което виждате с просто око, следователно може да бъде подвеждащо. "

Още през 60-те години ...

Връзката между мозъка на птиците и човешкия мозък е извикана още през 60-те години от невролог Харви Картен. Тази идея обаче всъщност не се улови. Впоследствие различни учени твърдят, че този ключов регион на мозъка на птиците, вентралният вентрикуларен гребен (известният DVR), всъщност съответства на други региони на мозъка на бозайниците, по-специално на амигдалата, която, наред с други задачи, участва в обработката на емоциите. „Теорията за корелация на DVR вероятно е била един от най-големите противоречия в сравнителната невробиология“, казва Стачо. Сега новата му работа дава достоверност на първоначалната хипотеза на Картен.

Стачо и колегите му също вярват, че откритията представляват прозрение за еволюцията на мозъка на древните животни. Последният общ прародител на птици и бозайници е тетрапод, който е живял на Земята преди около 350 милиона години. А мозъкът му, предполага екипът, вероятно е предшественик на тези от двете линии, бозайници и птици, които се разминават по време на еволюцията. „Никой не знае как точно е изглеждал мозъкът на последния общ прародител“, обяснява Стачо. Вероятно не беше като неокортекса или DVR. По-скоро беше нещо средно. Тази структура при бозайниците се е превърнала в шестслоен неокортекс, а при птиците - в шум и DVR. "

Достъп до "субективно съзнание"

Още едно откритие: втората научна статия, написана от екип от университета в Тюбинген, Германия, ни разказва малко повече за мозъка на птиците, предполагайки, че птиците имат определена способност за сензорно осъзнаване, т.е. преживявания. Отдавна се смята, че съзнанието е свойство на мозъчната кора на интелигентните примати, като шимпанзета, бонобо или хората. И все пак гарваните поне биха имали елементарна форма на сетивно осъзнаване.

Експеримент ни го показва. Изследователите са обучили две черни гарвани да реагират с кимване, ако видят, че на екрана се появява червен квадрат 2,5 секунди след сив квадрат, и да не движат главите си, ако видят син квадрат 2,5 секунди след сивия квадрат. Трикът на експеримента идва от факта, че ако на първо място не се появи сив квадрат, последователността е обърната: птицата трябва да движи главата си, ако се появи син квадрат, и да остане неподвижна, ако е. Е червена квадрат. По този начин ние оценяваме способността на птицата да запомни дали първо е видяла сив квадрат или не. Следователно животното трябва да е имало субективното преживяване на това възприятие и да е запазило следите си в паметта за поне 2,5 секунди ...

И работи! Чрез този тест Андреас Нидер и колегите му потвърдиха, че гарваните не просто изпълняват условни реакции на стимул, а по-скоро разчитат на предишен субективен опит.

В допълнение, чрез имплантиране на електроди в регион на мозъка им, наречен каудолатерален нидопалий (NCL), изследователите едновременно наблюдават електрическата активност на всеки неврон в отговор на стимули. По този начин, когато гарваните виждат много светлосив квадрат, на границата на своя праг на възприятие, невроните на NCL стават активни в периода между този стимул и представянето на цветния квадрат, но само ако птиците са видели квадратно правилно. Сиво! Ако не могат да го открият, техните неврони запазват мълчание. Този резултат предполага, че уникално субективно преживяване следователно се проявява чрез невронална активност.

Пазете се от антропоморфизъм ...

Нидер обаче не твърди, че гарваните са наясно със своето съществуване или осъзнаване на себе си, както вероятно е случаят с големите маймуни. Той просто предполага, че тези животни могат да участват в сетивно преживяване в отговор на стимул. „Като цяло не съм голям фен на възлагането на сложни, подобни на човека когнитивни състояния на животните и предпочитам да поддържам консервативна позиция“, казва той. Мъжете имат лесна склонност да проектират собствените си психични състояния върху други живи същества (или дори предмети). Но що се отнася до сетивното осъзнаване, вероятно е справедливо да се предположи, че еволюиралите гръбначни животни, като бозайници и птици, имат такъв. "

Резултатите от екипа на Нидер разкриват още един много важен факт: невронните основи на сетивното съзнание вероятно са били на мястото си преди еволюцията на бозайниците или са се развивали независимо в двете линии. В допълнение, мозъците на птиците ни показват, че появата на съзнанието не изисква непременно голяма мозъчна кора.

Толкова неврони в телесите, колкото и при приматите

Защото мозъкът на птиците наистина е много малък. Но съдържа много неврони! В действителност, работата на Херкулано-Хузел установява, че мозъкът на corvids, семейство от така наречените "интелигентни" птици, което включва гарвани, гарвани и свраки, съдържа много висока концентрация на нервни клетки, силно свързани с тях. други. Следователно тези изследвания са директно в съответствие с тези нови научни статии. "С констатациите на Гюнтюркюн, че свързаността на палиума наистина е много сходна при птиците и бозайниците ... всичко се съчетава много добре", казва тя, отбелязвайки, че палиумът на телесите съдържа почти толкова неврони, колкото на приматите, с по-големи мозъци. Заключението на Херкулано-Хузел? „Надявам се повече хора да се изкушат да се откажат от идеята, че има нещо много уникално и изключително в човешкия мозък ...“