鳥類大腦與人腦的相似度,比學者過去所認知的還要高!

鳥類其實很聰明,例如受過訓練的鴿子,能識別畢卡索與莫內的畫;烏鴉能辨視鏡子中的自己,甚至學會將核桃放在車道上,讓汽車壓破核桃的殼。由於鳥類大腦沒有新皮質,因此科學界長期認為鳥類不聰明;然而近日發表在《Science》期刊的兩篇論文,顛覆了學界過去的認知。

研究顯示,鳥類大腦有與新皮層相似的結構

新皮層是哺乳動物大腦中進化程度最高的組織,讓動物有高等的認知能力。哺乳動物的大腦皮層分為 6 層,在水平與垂直方向形成了有序的分層結構,這個組織特點為學習、記憶等認知功能提供了基礎。相比之下,鳥類的大腦則是由密集堆積的,稱為核(nuclei)的神經元構成,沒有新皮層。

近期研究顯示,鳥類也有與新皮層相似的大腦結構,這解釋為什麼鳥類有高等的行為能力,也代表鳥類大腦與靈長類大腦的相似度,比人類過去所認知的還要高。

實驗一:鴿子大腦神經纖維交錯,與哺乳動物的皮層相似

第一個論文由德國波鴻魯爾大學(Ruhr University Bochum)的研究團隊提出,論文第一作者為 Martin Stacho。他們使用 3D 偏振光成像技術,分析了三種鴿子的大腦切片,並將鳥類脊髓的圖片與老鼠、猴子和人類皮質的圖像對比。

研究論文 傳送門

結果顯示,鴿子大腦的大部分神經纖維也是交錯的,形成了水平方向的層狀和垂直方向的柱狀結構,與哺乳動物的皮層組織相似。

在接下來的實驗中,研究團隊將神經迴路追蹤劑注入鴿子與貓頭鷹的大腦,觀察神經細胞的連接模式。研究團隊發現,在處理感覺資訊的區域,神經纖維的結構相當有序。

實驗二:鳥類可能有意識

但是鳥類有意識嗎?德國圖賓根大學(University of Tübingen)的神經生理學家 Andreas Nieder 研究腐鴉(Corvus corrone)的大腦。他們使用與測試靈長類動物意識相似的方法,觀察大腦中的 NCL(nidopallium caudolaterale)的腦區。學者認為 NCL 類似於哺乳動物的前額葉皮層,有高等的認知功能。

研究論文 傳送門

實驗中,研究人員在烏鴉腦中植入電極,紀錄 NCL 神經元的活性。研究發現,當烏鴉意識到外界刺激存在或不存在時,它們的神經元會有不同的反應模式,這可能是有意識的表徵。有些學者認為意識是人類獨有的,該發現將顛覆學界的舊有觀點。

這些發現也給科學家大腦演化的洞見。Stacho 與 Nieder 表示,哺乳動物與鳥類的認知構造可能存在於大約 3.2 億年前的共同祖先中,後來演化出不同的結構。Stacho 補充,雖然哺乳類與鳥類的大腦進化方式不同,但兩者卻有相似的感知能力。

參考資料

Scientific American》、《Science Alert

(本文提供合作夥伴轉載;首圖來源:PickPik CC Licensed。)

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