Papageienhirne sind Primatenhirnen sehr ähnlich: Papageien haben eine große Region, die als Informationsautobahn zwischen den beiden Hauptbereichen des Gehirns fungiert
Der Kongo afrikanische Graupapagei (Psittacus erithacus) gilt als einer der intelligentesten von… papageien Arten. (Kredit: Keith Allison / USFWS / Public Domain.)
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Wenn Sie mit Papageien gelebt oder gearbeitet haben, wissen Sie aus erster Hand, dass sie ziemlich intelligent sind. Wie viele von uns in den vergangenen Jahren aus Studien von Irene Pepperberg und ihrem geliebten Kollegen Alex gelernt haben, zeigen Papageien ausgefeilte Fähigkeiten zur Problemlösung, sie können ihre Wünsche kommunizieren, sie können zählen, addieren und subtrahieren und bemerkenswerterweise verstehen sie sogar das Konzept von Null (mehr hier und hier). Andere Studien über Kakadus haben gezeigt, dass sie ihre eigenen Werkzeuge herstellen und verwenden (mehr hier). Im gesamten Tierreich werden die kognitiven Fähigkeiten und intellektuellen Talente von Papageien nur von Korviden und Primaten erreicht.
Laut einer aktuellen Studie hat ein Team von Neurowissenschaftlern in Kanada die Gehirnregion identifiziert, die für die bemerkenswerte Intelligenz von Papageien verantwortlich ist. Dieser neuronale Schaltkreis ähnelt dem von Primaten, einschließlich Menschen, und ist die Quelle ihrer Intelligenz.
„Ein Bereich des Gehirns, der eine wichtige Rolle bei der Intelligenz von Primaten spielt, wird als Pontinkerne bezeichnet“, sagte der Hauptautor der Studie, Cristián Gutiérrez-Ibáñez, Postdoktorand in der Abteilung für Psychologie an der Universität von Alberta, in einer Pressemitteilung. Bei Primaten (zu denen natürlich auch Menschen gehören) übertragen die Pontinkerne Informationen zwischen dem Kortex, der das Denken, die Informationsverarbeitung und andere höhere kognitive Funktionen steuert, und dem Kleinhirn, das motorische Funktionen, Koordination und Gleichgewicht reguliert. Zusammen sind diese Gehirnstrukturen die Quelle für komplexe Funktionen bei Menschen und anderen Affen.
„Diese Struktur überträgt Informationen zwischen den beiden größten Bereichen des Gehirns, dem Kortex und dem Kleinhirn, was eine Verarbeitung höherer Ordnung und ein ausgefeilteres Verhalten ermöglicht“, sagte Dr. Gutiérrez-Ibáñez.
Angesichts der kognitiven Merkmale, für die Vögel, insbesondere Korviden und Papageien, berühmt sind, fragten sich Dr. Gutiérrez-Ibáñez und seine Mitarbeiter, ob Vögel auch vergrößerte Pontinkerne haben. Aber als sie genauer hinschauten, stellten sie fest, dass Vogelpontinkerne selbst bei den intelligentesten Vögeln sehr klein sind. Stattdessen fanden sie heraus, dass eine andere Gehirnregion, die medialen spiriformen Kerne (SpM; Abbildung 1), vergrößert sind und den Pontinkernen von Primaten funktionell ähnlich zu sein scheinen, was eine verbesserte Konnektivität zwischen dem Telencephalon (Cortex) und dem Kleinhirn der Vögel ermöglicht. (Säugetieren fehlt dieser neuronale Schaltkreis.)
Abbildung 1. Cortico-cerebelläre Bahnen bei Vögeln und Säugetieren. Bei Säugetieren, Eingänge aus dem Kortex zu… das Kleinhirn wird durch die Pontinkerne geleitet. Bei Vögeln werden Eingänge vom Telencephalon zum Kleinhirn auch durch zwei Kerne in der Basis der Pons (mediale und laterale Pontinkerne, PM und PL), aber auch durch einen zusätzlichen Kern im Pretectum, die medialen spiriformen Kerne (SpM). Bei Säugetieren sendet das Kleinhirn durch die Kleinhirnkerne (CBN) Projektionen zurück zum Thalamus, der wiederum in motorische und assoziative Bereiche des Kortex projiziert. Bei Vögeln gibt es auch eine Projektion vom Kleinhirn zum Thalamus, die jedoch vom lateralen Kleinhirnkern ausgeht. Diese Regionen des Thalamus bilden wiederum das Nidopallium caudolaterale (NCL) (das aviäre Analogon des präfrontalen Kortex von Säugetieren) und das rostrale Wulst (das aviäre Äquivalent des motorischen Kortex). (doi:10.1038/s41598-018-28301-4)
doi:10.1038/s41598-018-28301-4
Die Forscher stellten dies fest, indem sie die Strukturen von 98 Vogelhirnproben kartierten, die an der Universität von Lethbridge aufbewahrt wurden, die eine der größten Sammlungen von Vogelhirnen der Welt beherbergt. Die Forscher sezierten Gehirne von einer Vielzahl von Vogelarten, von Papageien bis hin zu Kolibris.
Verglichen mit anderen großen Vogelgruppen wie Hühnern, Wasservögeln, Eulen und sogar Singvögeln – von denen die meisten, insbesondere die Korviden, selbst sehr intelligent sind – fanden die Forscher heraus, dass Papageien im Vergleich zur Größe ihres Gehirns signifikant größere SpMs aufwiesen.
„Das SpM ist bei Papageien sehr groß“, sagte Dr. Gutiérrez-Ibáñez. „Bei Papageien ist es tatsächlich zwei- bis fünfmal größer als bei anderen Vögeln wie Hühnern.“
Entgegen der Voreingenommenheit der meisten Menschen gegenüber den intellektuellen Fähigkeiten von Haushühnern – wahrscheinlich in unserer Praxis, sie zu töten und zu essen – hat die Forschung ergeben, dass Hühner unsere Erwartungen in fast jedem kognitiven Bereich weit übertreffen (ref).
Dr. Gutiérrez-Ibáñez erklärte, dass die SpM die beiden Hauptbereiche des Gehirns, das Cotrex und das Kleinhirn, verbinden. „Dies ist wie eine riesige Autobahn, die befahren wird und Informationen zwischen diesen beiden Hauptbereichen sendet .“
„Diese Schleife zwischen dem Kortex und dem Kleinhirn ist wichtig für die Planung und Ausführung anspruchsvoller Verhaltensweisen“, sagte der Co-Autor der Studie, der Vogelneurophysiologe Doug Wylie, Professor an der University of Alberta, in einer Pressemitteilung.
Diese vergrößerten SpMs bilden wahrscheinlich die Grundlage für das Selbstbewusstsein der Papageien und andere kognitive Fähigkeiten.
„Einige Papageien können Werkzeuge benutzen“, betonte Dr. Gutiérrez-Ibáñez. „Sie sind auch gut darin, Probleme zu lösen, und dieser Bereich des Gehirns ist an solchen Dingen beteiligt.“
Ein Tanimbar Corella (auch bekannt als Goffins Kakadu oder Goffins Corella, Cacatua goffiniana) bei… Abenteuer Zoo, Metelen, Deutschland. Corellas sind sehr intelligente Kakadus, von denen bekannt ist, dass sie ihre eigenen Werkzeuge herstellen und verwenden. (Credit: hecht1969 / Creative Commons Namensnennung 2.0 Deutschland Lizenz.)
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“ Unabhängig davon haben Papageien einen vergrößerten Bereich entwickelt, der den Kortex und das Kleinhirn verbindet, ähnlich wie Primaten „, sagte Dr. Gutiérrez-Ibáñez. „Dies ist ein weiteres faszinierendes Beispiel für die Konvergenz zwischen Papageien und Primaten.“
Konvergente Evolution ist ein Prozess, bei dem nicht verwandte Organismen unabhängig voneinander ähnliche Merkmale oder physikalische Strukturen entwickeln, um sich an ähnliche Umweltherausforderungen oder ökologische Nischen anzupassen.
Diese Ergebnisse erklären jedoch nicht, warum insbesondere Korviden (Raben, Krähen, Elstern und Eichelhäher) ähnliche kognitive Fähigkeiten wie Papageien haben, ihre SpMs jedoch nicht so groß sind wie Papageien. Dies deutet darauf hin, dass es eine Reihe anderer, noch unbekannter Faktoren gibt, die ebenfalls eine Rolle bei der Vogelintelligenz spielen. Zum Beispiel fand eine kürzlich durchgeführte Studie heraus, dass Vögel viel effizienter als Säugetiere sind, wie sie Neuronen in ihr Gehirn packen (ref), so dass Vogelgehirne weit mehr Neuronen pro Quadratzoll enthalten als Säugetiergehirne. Eine frühere Studie ergab, dass Vogelhirne einen dorsalen Ventrikelkamm (ref) haben, der dem Neokortex beim Menschen entspricht. Der Neokortex ist verantwortlich für Funktionen höherer Ordnung wie bewusstes Denken, Sinneswahrnehmung, räumliches Denken und Sprache.
Einige Papageien sind im Durchschnitt intelligenter als Menschen. Die kea (Nestor notabilis), ist einer der… diese superintelligenten Papageienarten. Dies ist ein wilder jugendlicher Kea in den Bergen in der Nähe von Queenstown, Neuseeland. (Credit: Christian Mehlführer / CC-BY 2.5)
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Obwohl Dr. Gutiérrez-Ibáñez und seine Mitarbeiter die neuronalen Verbindungen verfolgten, die durch das Vogel-SPM verlaufen, entschlüsselt diese Studie nicht, wie das SpM tatsächlich funktioniert. Aber schon, Dr. Gutiérrez-Ibáñez und seine Mitarbeiter planen, das SpM bei Papageien genauer zu untersuchen, um seine Funktion und die Verarbeitung verschiedener Arten von Informationen zu charakterisieren.
Obwohl die Ergebnisse dieser Studie von Vögeln stammen, können sie auch Einblicke in die Evolution des Säugetierhirns, die neuronalen Ursprünge der menschlichen Intelligenz und die Rolle der Pontinkerne bei den kognitiven Fähigkeiten des Menschen geben.
„Dies könnte eine hervorragende Möglichkeit sein, zu untersuchen, wie der ähnliche, auf Pontin basierende Prozess beim Menschen abläuft“, sagte Dr. Gutiérrez-Ibáñez. „Es könnte uns einen Weg geben, besser zu verstehen, wie unser menschliches Gehirn funktioniert.“
„Je mehr wir uns die Gehirne ansehen, desto mehr Ähnlichkeiten sehen wir.“
Quelle:
Cristián Gutiérrez-Ibáñez, Andrew N. Iwaniuk und Douglas R. Wylie (2018). Papageien haben einen primatenähnlichen Telencephalic-Midbrain-cerebellar Circuit entwickelt, Wissenschaftliche Berichte, 8:9960 / doi: 10.1038 / s41598-018-28301-4
Auch zitiert:
Lori Marino (2017). Denkende Hühner: eine Überprüfung von Kognition, Emotion und Verhalten beim Haushuhn, Animal Cognition, 20 (2): 127-147 | doi: 10.1007/s10071-016-1064-4
Seweryn Olkowicz, Martin Kocourek, Radek K. Lučan, Michal Porteš, W. Tecumseh Fitch, Suzana Herculano-Houzel und Pavel Němec (2016). Vögel haben primatenähnliche Anzahl von Neuronen im Vorderhirn, Proceedings der National Academy of Sciences der Vereinigten Staaten von Amerika, 113 (26): 7255-7260 | doi: 10.1073 / pnas.1517131113
Jennifer Dugas-Ford, Joanna J. Rowell und Clifton W. Ragsdale (2012). Zelltyp-Homologien und die Ursprünge des Neokortex, Proceedings der National Academy of Sciences der Vereinigten Staaten von Amerika | doi: 10.1073 / pnas.1204773109
Lesen Sie mehr über die Wissenschaft der künstlichen Intelligenz auf Forbes:
GrrlScientist. „Kakadus sind so schlau wie Krähen“, Forbes, 13 September 2017. (Verknüpfen.)
GRRLWISSENSCHAFTLER. „Kakadus könnten bessere wirtschaftliche Entscheidungen treffen als Sie“, Forbes, 12. Juli 2016. (Verknüpfen.)
GRRLWISSENSCHAFTLER. „Kann ein alter Papagei neue Tricks lernen?“, Forbes, 2. Januar 2016. (Verknüpfen.)
Was macht Papageien so intelligent? | @GrrlScientist