研究提供的新含义的鸟的大脑
每盎司鸟在他们的大脑有更多的神经元比哺乳动物和灵长类动物-
金刚鹦鹉有大脑的大小无壳的核桃,而只猕猴大脑大小的柠檬。然而,金刚鹦鹉有更多的神经元forebrain-the部分大脑的智能行为比猕猴。
这是一个令人吃惊的结果,研究首次系统地测量大脑中的神经元的数量超过24种鸟类大小从6英尺高的小斑胸草雀鸸鹋,结果发现他们始终有更多的神经元挤进小比塞进哺乳动物的大脑甚至灵长类动物大脑相同的质量。
这项研究结果发表在网上美国国家科学院院刊》上。
”在很长一段时间里有一个“鸟的大脑”被认为是一件坏事:现在事实证明,它应该是一个赞美,”范德比尔特大学的神经科学家说Suzana Herculano-Houzel,纸的资深作者帕维尔N在布拉格查尔斯大学。
这项研究提供了一个直截了当的回答难题,比较研究建立了十多年一直摔跤:鸟类和小的大脑如何执行复杂的认知行为?
这个难题是由一系列研究相比,过去十年,直接开始鹦鹉和乌鸦的认知能力与灵长类动物。研究发现,鸟类会制造和使用工具,使用的洞察力来解决问题,推断因果关系,认出镜中的自己,规划未来的需求,以及其他认知技能之前认为是灵长类动物的专属领域。
收集的鸟类的大脑进行了分析。对于每一个物种,神经元的总数(百万)他们的大脑所示黄色,神经元的数量(百万)的前脑(大脑皮层)所示蓝色和他们的大脑质量(克)红色所示。规模栏右下方是10毫米。礼貌:Herculano-Houzel,范德比尔特大学
科学家们留下了一个通常不满意退路:鸟类的大脑必须是在一个完全不同的方式从灵长类动物大脑。两年前,甚至这一假设是撞倒了鸽子的大脑的详细研究,得出的结论是,他们是,事实上,组织沿着相当类似的灵长类动物。
这项新的研究提供了一个更合理的解释:鸟类可以执行这些复杂的行为,因为鸟类的前脑包含更多的神经元比任何一个曾认为许多中型灵长类动物。
“我们发现,鸟类,尤其是鸣禽和鹦鹉,令人惊讶的是大量的神经元在大脑皮层:大脑的一部分对应于大脑皮层,支持更高的认知功能,如对未来的规划或发现模式。这就解释了为什么他们表现出的认知水平至少一样复杂的灵长类动物,“Herculano-Houzel说,他最近加入了范德比尔特心理学系。
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这是可能的因为鸟类大脑中的神经元更小和更密集比在哺乳动物的大脑,研究发现。鹦鹉和songbird的大脑,例如,包含两倍多的神经元灵长类动物大脑相同的质量和两到四倍等效啮齿动物的大脑神经元。
不仅是神经元的大脑装进鹦鹉和乌鸦在灵长类动物的密度远高于大脑,但前脑神经元的比例也显著提高,研究发现。
“设计大脑,自然可以玩有两个参数:的大小和数量不同大脑神经元和神经元的分布中心,“Herculano-Houzel说:“鸟我们发现自然已经使用他们。”
虽然她承认,情报和神经元计数之间的关系尚未牢固确立,Herculano-Houzel和她的同事们认为,鸟类大脑具有相同或更高前脑神经元计数比灵长类动物更大的大脑可以为鸟类提供了更高的“认知能力”每磅比哺乳动物。
这项研究的重要意义之一,神经学家说,在于它表明有超过一个的方法来构建更大的大脑。以前,研究建立认为随着大脑的规模越来越大神经元生长更大,因为他们必须连接在更远的距离。“但是鸟的大脑显示有其他方法增加神经元:保持大多数神经元小和本地连接,只允许一小部分增长足以使长连接。这使神经元的平均大小,”她解释道。
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“我爱科学,当你回答一个问题,提出了一些新问题,“Herculano-Houzel说。
在本研究提出的问题是否有数量惊人的鸟的大脑中的神经元相应大的精力充沛的代价,和小型鸟类大脑中的神经元是否应对选择小体型由于飞行,或可能的祖先的方式增加神经元的大脑从哺乳动物,鸟类,可能分化。
Herculano-Houzel希望这项研究的结果和问题,提出了将刺激其他神经科学家开始探索鸟类大脑的奥秘,尤其是他们的行为如何比较的类似数量的神经元或脑大小的哺乳动物。
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出版
Olkowicz年代et al。鸟类有primate-like前脑神经元的数量。美国国家科学院院刊》上,发表2016年6月13日。doi: 10.1073 / pnas.1517131113
