Размерът на мозъка спрямо размера на тялото и корените на интелигентността

Поведението, което смятаме за интелигентно, странно преобладава в животинското царство. Животните с напълно различни мозъци от нашия – вид октоподи и различни птици – боравят с инструменти, само един пример. Изглежда очевидно, че мозъкът се нуждае от определено ниво на размер и сложност, за да даде възможност за интелигентност. Но да разберем защо някои видове изглежда имат интелигентност, докато близкородствените нямат е трудно – толкова трудно, че не го разбираме наистина.

Една от най-простите идеи беше, че размерът е всичко: имате достатъчно голям мозък и поне имате способността да бъдете умен. Но много птици изглеждат доста интелигентни въпреки малките си мозъци – може би заради това обхождане на повече неврони с определен размер в сравнение с други видове. Някои изследователи предпочитат идеята, че интелигентността идва от наличието на мозък, голям за размера на вашето тяло, но доказателствата са налице малко смесено.

Тази седмица екип от изследователи публикува изследователска статия, в която те твърдят, че отговорът е по малко и от двете: относителният и абсолютният размер имат значение, когато става въпрос за мозъка. Те твърдят, че специфичният подход към развитието на мозъка помага за неговото овластяване.

Какво прави интелигентността?

За да проучите какво прави интелигентността, трябва да дефинирате думата. Това може да е хлъзгаво нещо за унищожаване. Всички познаваме (и/или) хора, които са брилянтни при едни обстоятелства, но глупави при други. По същия начин животното може да се ангажира с използването на инструменти, но не е в състояние да знае как да намери пътя си около просто препятствие. Така че дефинирането на интелигентността по различни начини може да доведе до различни отговори дали определен тип отговаря на изискванията или не.

За настоящата работа фокусът е върху умствените способности на птиците. Изследователите са определили интелигентността като иновация или тенденция за проявяване на ново поведение. (Совите трябваше да бъдат изключени от проучването, тъй като тяхното поведение е трудно за наблюдение.) Броят на статиите, съобщаващи за изобретателно поведение, беше нормализиран, като се раздели на общия брой статии, описващи всяко поведение на даден вид, за да се коригира фактът, че някои просто са по-добре проучени от други.

След това изследователите сравняват това с характеристиките на мозъка, като имат предвид три въпроса. Единият беше дали интелигентността е свързана със специфични области на мозъка – по-специално област, наречена палиум при птиците, която изглежда изпълнява много от същите функции като неокортекса при хората. Тази област, наред с други, е мястото, където мозъкът интегрира сензорна информация и планира дейности.

Като се възползват от система, която им позволява да преброят броя на невроните, присъстващи в различни региони на мозъка, изследователите могат да тестват дали интелигентността корелира с размера на мозъка като цяло, с палиум конкретно, или със съотношението между размера на мозъка и размера на тялото . Изследователският екип може също така да разгледа еволюционната история на мозъка при интелигентни видове и да се опита да разбере как са възникнали откритите от тях асоциации.

¿Por qué no los dos?

Като цяло по-големите мозъци означават по-сложно поведение. Авторите заключават, че „броят на невроните в целия мозък е положително свързан със склонността към поведенчески иновации, особено техническите иновации, за които се предполага, че изискват по-напреднало познание“. Но контролът върху размера на тялото показа, че относителният размер на мозъка все още има значение. Ако даден вид има повече неврони, отколкото бихте очаквали въз основа на размера на тялото му, е по-вероятно той да участва в сложно поведение.

Изследователите предполагат, че сме склонни да разглеждаме това като или/или ситуация – трябва да бъде или общият обем на мозъка, или съотношението мозък към тяло. Чрез подготовката на нашите анализи за сравняване на двете, ние ограничихме способността си да определим, че и двата корелата изглеждат правилни едновременно. Когато специфични региони на мозъка бяха анализирани независимо, палиумът беше най-важният регион, свързан със сложното поведение на птиците. Малкият мозък също е допринесъл, но в по-малка степен.

В съответствие с общите заключения, броят на невроните в палиума се увеличава както с абсолютния размер на мозъка, така и с обема на мозъка спрямо размера на тялото. Церебеларните неврони са значително повишени като функция на абсолютния размер на мозъка. Няма ясен модел в броя на невроните в мозъчния ствол.

Корвидите и папагалите са известни с едни от най-сложните поведения в света на птиците. Анализирайки ги поотделно, изследователите показаха, че броят на невроните е бързо пропорционален на размера на тялото – много по-бързо от други групи птици. Как тези типове се оказват с необичайно голям брой неврони? Те са склонни да имат по-дълъг период на растеж след като се излюпят, като този път се използва за мобилизиране на повече неврони в палиума. Папагалите са склонни да продължават да генерират неврони за по-дълго време, а невроните не узряват толкова бързо, колкото другите неврони.

Очевидно бихме искали да направим подобен анализ с групи, различни от птици, за да видим дали това е общо правило или как птиците са произвели видове с разнообразен интелект. Но дори ако този резултат е обща индикация за „как“, той наистина не ни помага да отговорим на „защо?“ Изследователите предполагат, че папагалите обикновено са най-големите птици с дълъг живот. Следователно времето за възнаграждение за притежаване на добре развити умствени устройства е по-дълго, дори ако разработването на тези устройства отнема повече време.

Което изглежда доста контраинтуитивно, докато не започнете да мислите за изключения. Враните като гарваните и птиците са само на около седем години, но някои все още са способни на това много изтънчен поведение. Сойките не са особено големи птици. И много големи, дълголетни птици не са имали поведение, което да показва интелигентност. Така че дори това да продължи, има много неща, които не знаем защо някои животни стават интелигентни.

Екология и еволюция2022. DOI: 10.1038 / s41559-022-01815-x (Относно DOI).