Papegojhjärnor liknar mycket primathjärnor: papegojor har en stor region som fungerar som en informations motorväg mellan de två huvudområdena i hjärnan
Kongo afrikansk grå papegoja (Psittacus erithacus) anses vara en av de mest intelligenta av… papegojor arter. (Kredit: Keith Allison / USFWS / Public Domain.)
Keith Allison via en Creative Commons-licens
om du har bott eller arbetat med papegojor, vet du första hand att de är ganska intelligenta. Som många av oss lärde oss tidigare år från studier utförda av Irene Pepperberg och hennes älskade kollega, Alex, visar papegojor sofistikerade problemlösningsförmåga, de kan kommunicera sina önskningar, de kan räkna, lägga till och subtrahera, och anmärkningsvärt förstår de till och med begreppet noll (mer här och här). Andra studier av kakaduor har visat att de gör och använder sina egna verktyg (mer här). Under hela djurriket matchas papegojornas kognitiva förmågor och intellektuella talanger endast av korvider och primater.
enligt en ny studie har ett team av neurovetenskapsmän i Kanada identifierat hjärnregionen som är ansvarig för papegojors anmärkningsvärda intelligens. Denna neurala krets liknar den som finns i primater, inklusive människor, och är källan till deras intelligens.
”ett område i hjärnan som spelar en viktig roll i primatintelligens kallas pontine-kärnorna”, säger huvudförfattaren till studien, Cristi Actuber Guti Actuberrez-ib Actuberez, en postdoktor i psykologiavdelningen vid University of Alberta, i ett pressmeddelande. I primater (som naturligtvis inkluderar människor) överför pontinkärnorna information mellan cortexen, som styr tänkande, informationsbehandling och andra högre kognitiva funktioner, och cerebellum, som reglerar motorfunktioner, koordination och balans. Tillsammans är dessa hjärnstrukturer källan till komplexa funktioner bland människor och andra apor.
”denna struktur överför information mellan de två största områdena i hjärnan, cortex och cerebellum, vilket möjliggör högre ordningsbehandling och mer sofistikerat beteende”, säger Dr.Guti Exceptirrez-Ib.
med tanke på de kognitiva egenskaper som fåglar, särskilt korvider och papegojor, är kända för, undrade Dr.Guti Askorrrez-ib Jacobez och hans medarbetare om fåglar också har förstorade pontinkärnor. Men när de tittade närmare fann de att fågelpontinkärnor är mycket små, även i de mest intelligenta fåglarna. Istället fann de att en annan hjärnregion, de mediala spiriformkärnorna (SpM; Figur 1), förstoras och verkar vara funktionellt lik primatpontinkärnor, vilket ger förbättrad anslutning mellan fåglarnas telencephalon (cortex) och cerebellum. (Däggdjur saknar denna neurala krets.)
Figur 1. Cortico-cerebellar vägar i fåglar och däggdjur. Hos däggdjur, ingångar från cortex till… cerebellum dirigeras genom pontinkärnorna. Hos fåglar dirigeras ingångar från telencephalon till cerebellum också genom två kärnor i basen av pons (mediala och laterala pontinkärnor, PM och PL) men också genom en ytterligare kärna i pretectum, de mediala spiriformkärnorna (SpM). Hos däggdjur skickar cerebellum genom cerebellära kärnor (CBN) utsprång tillbaka till thalamus, som i sin tur projicerar till motoriska och associativa områden i cortexen. Hos fåglar finns också en projektion från cerebellum till thalamus men detta härrör från den laterala cerebellära kärnan. I sin tur projicerar dessa regioner i thalamus nidopallium caudolaterale (NCL) (den aviära analogen av prefrontal cortex av däggdjur) och rostral Wulst (den aviära ekvivalenten av motor cortex). (doi: 10.1038 / s41598-018-28301-4)
doi: 10.1038 / s41598-018-28301-4
forskarna bestämde detta genom att kartlägga strukturerna för 98 fågelhjärnprover som hölls vid University of Lethbridge, som rymmer en av de största samlingarna av fågelhjärnor i världen. Forskarna dissekerade hjärnor från en mängd olika fågelarter, allt från papegojor till kolibrier.
jämfört med andra stora fågelgrupper, som kycklingar, vattenfåglar, ugglor och till och med sångfåglar-varav de flesta, särskilt korviderna, är mycket intelligenta i sig-fann forskarna att papegojor hade betydligt större SPM jämfört med storleken på deras hjärnor.
”SpM är mycket stor i papegojor”, sa Dr.Guti Askorrrez-Ib. ”Det är faktiskt två till fem gånger större i papegojor än i andra fåglar, som kycklingar.”
i motsats till de flesta människors fördomar mot inhemska kycklingar intellektuella förmågor-sannolikt rotade i vår praxis att döda och äta dem-forskning har funnit kycklingar vida överträffar våra förväntningar i nästan varje kognitiv domän (ref).
Dr. Guti usci Rrez-Ibcu Rrez förklarade att SPM förbinder de två huvudområdena i hjärnan, cotrex och cerebellum. ”Det här är som en enorm motorväg som reser och skickar information mellan dessa två huvudområden .”
”denna slinga mellan cortex och cerebellum är viktig för planering och genomförande av sofistikerade beteenden”, säger studie medförfattare, aviär neurofysiolog Doug Wylie, professor vid University of Alberta, i ett pressmeddelande.
dessa utvidgade SPM: er utgör sannolikt grunden för papegojors självmedvetenhet och andra kognitiva förmågor.
”vissa papegojor kan använda verktyg”, påpekade Dr. Guti Askorrrez-Ib. ”De är också bra på att lösa problem, och det här området i hjärnan är involverat i den här typen av saker.”
en Tanimbar Corella (även känd som Goffins kakadua eller Goffins Corella, Cacatua goffiniana) på… Abenteuer Zoo, Metelen, Tyskland. Corellas är mycket intelligenta kakaduor som är kända för att göra och använda sina egna verktyg. (Kredit: hecht1969 / Creative Commons Erkännande 2.0 Tyskland licens.)
hecht1969 via en Creative Commons-licens
”oberoende har papegojor utvecklat ett förstorat område som förbinder cortex och cerebellum, som liknar primater,” sa Dr.Guti Askorrrez-Ibtuberez. ”Detta är ett annat fascinerande exempel på konvergens mellan papegojor och primater.”
konvergent evolution är en process där orelaterade organismer självständigt utvecklar liknande egenskaper eller fysiska strukturer för att anpassa sig till liknande miljöutmaningar eller ekologiska nischer.
men dessa fynd förklarar inte varför korvider (korpar, kråkor, magpies och jays) i synnerhet har liknande kognitiva förmågor som papegojor men deras SPM är inte lika stora som papegojor är. Detta tyder på att det finns ett antal andra, ännu okända, faktorer som också spelar en roll i aviär intelligens. Till exempel fann en ny studie att fåglar är mycket effektivare än däggdjur i hur de packar neuroner i sina hjärnor (ref), så fågelhjärnor innehåller mycket fler neuroner per kvadrattum än däggdjurshjärnor. En tidigare studie visade att fågelhjärnor har en dorsal ventrikulär ås (ref), vilket motsvarar neocortex hos människor. Neocortex är ansvarig för högre ordningsfunktioner som medveten tanke, sensorisk uppfattning, rumslig resonemang och språk.
vissa papegojor är i genomsnitt mer intelligenta än människor. Kea (Nestor notabilis), är en av… de superintelligenta papegojarterna. Detta är en vild juvenil Kea i bergen nära Queenstown, Nya Zeeland. (Kreditera: Christian Mehlf Brasilihrer / CC-BY 2.5)
Christian Mehlf Brasilihrer via en Creative Commons-licens
även om Dr. Guti Kubrrez-Ibu och hans medarbetare spårade de neurala anslutningarna som löper genom avian SPMS, dechiffrerar inte denna studie hur SPM faktiskt fungerar. Men redan, Dr. Guti U. S. R. R. R. R. och hans medarbetare planerar att närmare studera SPM i papegojor för att karakterisera dess funktion och hur den behandlar olika typer av information.
även om denna studies resultat kommer från fåglar, kan det också ge insikter i utvecklingen av däggdjurshjärnan, det neurala ursprunget till mänsklig intelligens och pontinkärnans roll i mänskliga kognitiva förmågor.
”detta skulle kunna presentera ett utmärkt sätt att studera hur liknande, pontine-baserade, process sker hos människor,” Dr.Guti Askorrrez-Ib. ”Det kan ge oss ett sätt att bättre förstå hur våra mänskliga hjärnor fungerar.”
” ju mer vi tittar på hjärnorna, desto fler likheter ser vi.”
källa:
Cristi Actuber Guti Actuberrez-ib Actuberez, Andrew N. Iwaniuk och Douglas R. Wylie (2018). Papegojor har utvecklat en primatliknande telencephalic-midbrain-cerebellar krets, Scientific Reports, 8:9960 | doi: 10.1038 / s41598-018-28301-4
också citerad:
Lori Marino (2017). Tänkande kycklingar:en översyn av kognition, känslor och beteende hos den inhemska kycklingen, Djurkognition, 20(2): 127-147 | doi: 10.1007 / s10071-016-1064-4
Seweryn Olkowicz, Martin Kocourek, Radek K. Lutubbigan, Michal Porteubbi, W. Tecumseh Fitch, Suzana Herculano-Houzel, och Pavel Ntubbimec (2016). Fåglar har primatliknande antal neuroner i framhjärnan, Proceedings of the National Academy of Sciences i Amerikas förenta stater, 113(26): 7255-7260 | doi:10.1073/pnas.1517131113
Jennifer Dugas-Ford, Joanna J. Rowell och Clifton W. Ragsdale (2012). Homologier av celltyp och ursprunget till neocortex, Proceedings of the National Academy of Sciences i Amerikas förenta stater | doi:10.1073/pnas.1204773109
Läs mer om vetenskapen om papegoja intelligens på Forbes:
GrrlScientist. ”Kakaduor Är Lika Sluga Som Kråkor”, Forbes, 13 September 2017. (Länk.)
Grrlforskare. ”Kakaduor Kan Fatta Bättre Ekonomiska Beslut Än Du Gör”, Forbes, 12 Juli 2016. (Länk.)
Grrlforskare. ”Kan En Gammal Papegoja Lära Sig Nya Knep?”, Forbes, 2 Januari 2016. (Länk.)
Vad Gör Papegojor Så Intelligenta? / @GrrlScientist