У птахів виявили свідомість і схожу з ссавцями архітектуру мозку

Високі когнітивні здібності птахів пов'язані зі специфікою активації нейронів і особливостями нейроархітектури деяких ділянок паліуму - освіти, що покриває півкулі. Окремі нейрони в мозку ворон пов'язані з суб'єктивним сприйняттям присутності або відсутності стимулу, що є емпіричним маркером пташиної свідомості, а передні сенсорні відділи мозку птахів мають структурну організацію, схожу з організацією кори у ссавців, і являють собою пов'язані шари з поздовжньо і поперечно спрямованих волокон, а не ядерну конфігурацію, як вважалося раніше. До таких висновків прийшли дві групи німецьких нейробіологів і біопсихологів, які опублікували дві статті (1, 2) в журналі.

Вважається, що просунуті когнітивні навички ссавців тісно пов'язані з еволюцією кори головного мозку. Однак деякі з птахів демонструють дивовижні пізнавальні здібності, хоча у них відсутня кора головного мозку (у них є паліум, який вважається аналогом кори). Особливістю кори ссавців є її шестислійка архітектура з ортогональним розташуванням нервових волокон і вертикально спрямовані функціональні об'єднання - «колонки», що включають всі шари кори і містять кілька сотень нейронів. Така організація дозволяє реагувати на багато параметрів зовнішнього впливу, утримувати інформацію про них надовго в пам'яті і при необхідності об'єднувати і співвідносити потоки інформації. А чим обумовлений високий інтелект деяких видів птахів, поки не ясно.

Вивченням особливостей функціонування головного мозку птахів зайнялися дві групи німецьких вчених: біопсихологи під керівництвом Андреаса Нідера (Andreas Nieder) з Тюбінгенського університету реєстрували у двох самців чорної ворони активність 480 нейронів при вирішенні когнітивного завдання, а нейробіологи на чолі з Мартіном Стахо (Martin Stacho) з Рурського університету порівнювали архітектуру сенсорних відділів мозку 42 голубів і дев'яти сов сипух з конфігурацією аналогічних відділів у щура, карликової зеленої мавпи і людини, роблячи тривимірні зображення в поляризованому світлі (3D-PLI).

У першому дослідженні дослідники навчили птахів повідомляти про наявність або відсутність зорового стимулу (білий хрест) у завданні відкладеного виявлення. Під час цього завдання ворона повідомляла відповідь після 600 мілісекунд очікування сигналу-правила (сірий квадрат шести рівнів інтенсивності від погано різного до явно помітного). Удар дзьоба по червоному кольору означав відповідь «так», по синьому - «ні». Стимул був відсутній у половині проб, проби пред'являлися у випадковому порядку. Ворони могли дати чотири варіанти відповіді: «попадання» (правильна відповідь «так» на стимул), «правильне відхилення» (правильна відповідь «ні» за відсутності стимулу), «промах» (помилкова відповідь «ні» за наявності стимулу) і «помилкова тривога» (помилкова відповідь «так» у відсутності стимулу).

В результаті вчені виявили, що в асоціативній області мозку ворон 262 нейрони з 480 реєстрованих показують спочатку високу частоту реакції на інтенсивність сигналу-правила (p < 0,01), а після періоду очікування перемикаються на відповідь ворони (p < 0,01). Таким чином, нейрони ворон здатні кодувати суб'єктивний досвід ворон, і це можна вважати емпіричним маркером сенсорної свідомості у цих птахів.

Результати другого дослідження показали, що сенсорні відділи паліуму голубів і сов мають ортогональне розташування волокон паліуму і структуровані у вигляді «колонок», чим нагадують організацію кори у ссавців.

Обидва ці дослідження показали, що в основі високих інтелектуальних здібностей птахів лежать більш складна організація нервової тканини паліуму, ніж вважалося раніше, а також сенсорна свідомість птахів, яка забезпечується роботою певних нейронів асоціативних відділів і дозволяє звертатися до суб'єктивного досвіду.

Деякі птахи настільки розумні, що демонструють вражаючі навички, наприклад, папуги кеа вміють передбачати ймовірність випадання фішок одного з двох кольорів на основі їх відносної кількості.