Подобно коре головного мозга млекопитающих, нервные клетки в определенных областях мозга птиц организованы в виде вертикальных слоев и горизонтальных столбцов. Кредит: руб., Биопсихлогия.
Некоторые птицы могут выполнять удивительные когнитивные способности, хотя их передний мозг, кажется, просто состоит из комков серых клеток, а в переднем мозге млекопитающих находится очень сложный неокортекс. Исследование, проведенное исследовательской группой Рурского университета Бохума (RUB) и исследователями из Дюссельдорфа, Юлиха и Аахена, впервые обнаруживает удивительное сходство между неокортексом млекопитающих и сенсорными областями мозга птиц: оба расположены в горизонтальных слоях и вертикальные колонны. Эти данные опровергают предположения 150-летней давности. Команда, опубликовавшая свои выводы в журнале Наука 25 сентября 2020 г.
Самый большой мозг
У птиц и млекопитающих самый большой мозг по сравнению с телом. Однако, помимо этого, у них мало общего, согласно научному мнению с 19th столетие: мозг млекопитающих имеет неокортекс, то есть кору головного мозга, которая состоит из шести слоев и расположена столбцами, перпендикулярными этим слоям. С другой стороны, мозг птиц выглядит как скопление серых клеток.
«Учитывая поразительные когнитивные способности птиц, казалось разумным подозревать, что их мозг более организован, чем ожидалось», – говорит профессор Онур Гюнтюркюн, руководитель отдела биопсихологических исследований на факультете психологии РУБ. Он и его бывшие докторанты доктор Мартин Стахо и доктор Кристина Герольд доказали это в нескольких экспериментах.
Усовершенствованная технология позволяет получать новые идеи
На первом этапе исследователи применили новый метод, усовершенствованный командами Дюссельдорфа и Юлиха: так называемая трехмерная визуализация в поляризованном свете, или сокращенно 3D PLI, способна отображать ориентацию отдельных нервных волокон. К удивлению исследователей, анализ мозга различных птиц выявил организацию, аналогичную организации мозга млекопитающих: и здесь волокна расположены горизонтально и вертикально так же, как в неокортексе.
В дальнейших экспериментах исследователи использовали крошечные кристаллы, которые поглощаются нервными клетками в срезах мозга и транспортируют их к своим мельчайшим дендритам, чтобы детально изучить взаимосвязь клеток в головном мозге птицы. «Здесь также было показано, что структура состоит из колонн, в которых сигналы передаются сверху вниз и наоборот, и длинных горизонтальных волокон», – поясняет Онур Гюнтюркюн. Однако эта структура встречается только в сенсорных областях головного мозга птиц. Другие области, такие как ассоциативные области, организованы иначе.
Потрясающие когнитивные способности
Некоторые птицы обладают поразительными когнитивными способностями, чтобы соперничать с более развитыми млекопитающими, такими как приматы. Например, вороны узнают себя в зеркале и строят планы на будущее. Они также могут ставить себя на место других, распознавать причинно-следственные связи и делать выводы. Голуби могут выучить английское правописание на уровне шестилетних детей.
Ссылка: «Кортикальный канонический контур в переднем мозге птиц» Мартина Стахо, Кристины Герольд, Ноэми Рук, Германа Вагнера, Маркуса Аксера, Катрин Амунтс и Онура Гюнтюркюн, 25 сентября 2020 г., Наука.
DOI: 10.1126 / science.abc5534
Исследование финансировалось Немецким исследовательским фондом в рамках Центров совместных исследований 1280 (проект № A01 316803389) и 1372 (проект № Neu04 395940726). Дополнительное финансирование было предоставлено Европейским Союзом в рамках программы Horizon 2020 (проекты № 785907 и 945539).
