拥有工作记忆就是一切认知能力的核心,这也是前额叶皮层的重要功能。 包括脑损伤、药理学和神经生理学在内的几项研究表明,鸟类的尾侧嵌套皮层也参与其中鸟类的工作记忆
在尾侧嵌套皮层中观察到单细胞记录方法与哺乳动物前额叶皮层相似。延迟活动(前额叶皮层神经元在应用外部刺激和采取后续行动之间的时间间隔内保持活跃)。
在鸟类中观察到延迟活动,这意味着它们确实有工作记忆作为认知能力的基础。 不仅是单个神经元,而且是多个神经元细胞活动的叠加局部电场势,也观察到鸟类的神经生理活性与哺乳动物相似
这一证据表明,尽管缺乏像新皮层这样的分层结构鸟类的认知活动也可以产生与哺乳动物相似的神经生理指纹
对工作记忆的研究主要集中在:单细胞和局部大脑区域,睡眠和梦的研究可以在全脑水平提供鸟类认知能力的证据。
在鸽子上的一个项目中快速眼动睡眠在实验中,研究人员使用了:功能性磁共振成像对鸽子的大脑活动进行了扫描。 他们发现,与人类类似,鸽子的大脑在快速眼动睡眠期间被激活边缘系统和前运动脑区域也视觉和多模态大脑皮层地区。
虽然目前还不可能根据这种大脑活动重建梦的内容,但研究人员仍然推测,鸽子可能在飞行过程中梦见避开障碍物。 这些证据是初步迹象鸟类的认知过程与哺乳动物的认知过程一样,与广泛的神经网络活动密切相关
除了相似之处之外,鸟类认知的神经生理学基础也与哺乳动物有很大不同。 例如,睡眠研究表明,鸟类在睡眠期间不会像哺乳动物那样激活海马体来巩固记忆。它们究竟如何维持和提取长期记忆还有待进一步研究。
现在我们知道了鸟类的大脑神经元特征(高神经元密度、皮层神经元、联络神经元)。并且还知道鸟类和哺乳动物的进化大脑之间的异同(两者都具有强大的功能多巴胺能神经元众所周知,鸟类也具有认知能力的核心工作记忆
那么,这些是鸟类智力的原因吗? 或者什么样的大脑可以发展智力? 根据研究,基本上可以归纳为以下4点:
首先这并不是说脑袋越大越聪明。在大脑内部神经元的数量和类型以及它们之间的关系也许更是如此。 与哺乳动物不同,鸟类在大脑中密度高,产量大大脑皮层神经元和联络神经元使鸟类能够在有限的大脑大小内发展智力。
其次,它是哺乳动物特有的新皮层不是智慧的必要先决条件。鸟类的背室嵴和哺乳动物的新皮层在进化上没有区别,它们的生理结构和信息处理途径也不同。 然而,与新皮层一样,背心室嵴负责处理信息,包括感知、运动和交流大脑区域,使鸟类有可能发展智力。
第三,鸟的尾侧巢状皮层具有致密的多巴胺能神经元连接并参与几乎所有的认知过程。 尾侧嵌套皮层在功能上与哺乳动物的前额叶皮层非常相似,负责整合信息、编码抽象认知和协调动作。 由于两者在进化上没有区别,这可能是收敛演进结果。 同时,还表明类似于前额叶皮层“控制中心”对于复杂认知能力的发展极为重要。
最后,对鸟类工作记忆和睡眠梦的研究表明,尽管不存在类似的大脑结构,但缺乏类似的大脑结构鸟类认知的神经生理学指纹与哺乳动物非常相似。这说明,在产生智慧的过程中,神经元与神经网络之间的合作机制可能存在难以替代的内在共性。
在这一点上,我们以鸟类为例,打破“只有哺乳动物才有智慧”的垄断观念。神经元的数量和类型、大脑结构、大脑功能和神经生理活动讨论了“智能大脑”的更多可能性。 当然,这些只是目前研究比较丰富的方向,还有其他的“潜在股票”等待人类的研究和发现。
哺乳动物并不是地球上唯一的智慧生物,对鸟类大脑的研究将给我们一个不同的视角。 人类在追问鸟儿为何如此聪明的同时,也在探索自己的智慧和边界,质疑和思考生命的本质,或者说“生物”。