Ptaki zdolne do świadomego myślenia. Przełomowe badanie obala twierdzenie, że to domena naczelnych

W ostatnich latach odkryto, że niektóre ptaki potrafią tworzyć narzędzia, rozumieją abstrakcyjne koncepcje, a nawet rozpoznają obrazy Moneta i Picassa. Jednak znaczące różnice w budowie mózgu ssaków i ptaków sprawiły, że uznawano za oczywiste, iż ptaki nie są zdolne do świadomego myślenia. Nie posiadają bowiem tzw. kory nowej, istniejącej jedynie u ssaków, zaangażowanej w odbieranie i przetwarzanie wrażeń zmysłowych, planowanie i wykonywanie ruchów dowolnych oraz procesy poznawcze – m.in. pamięć, myślenie i funkcje językowe.

W ostatnio opublikowanych badaniach naukowcy z Uniwersytetu Ruhr w Bochum odkryli nieznaną wcześniej sieć mikroukładów w mózgu ptaków, która może pełnić funkcje analogiczne do kory nowej. A naukowcy z Uniwersytetu w Tybindze, w osobnym badaniu, powiązali ten sam region ze świadomym myśleniem.

Pierwszy ślad świadomości

Aby sprawdzić, czy ptaki mogą być świadomego tego, co widzą i robią, neurofizjolog Andreas Nieder zbadał aktywność mózgów wron czarnych (Corvus corrone) w trakcie testów przeprowadzanych w laboratorium. W badaniu uczestniczyły dwie roczne wrony, wytresowane tak, aby reagowały ruchem głowy bądź zastygnięciem w bezruchu w odpowiedzi na obraz wyświetlany na ekranie. Prawidłowo reagujące na bodziec zwierzęta, były nagradzane jedzeniem.

Po tej nauce naukowcy wszczepili do mózgów wron elektrody, aby rejestrować sygnały neuronalne zachodzące w ich mózgach. Podczas badania na ekranie wyświetlano albo jasną figurę, albo nie wyświetlano niczego. W tych przypadkach zawsze prawidłowo reagowały na obraz. Czasami jednak figura była słabo widoczna – na granicy percepcji ptaków. W odpowiedzi na ten słaby sygnał wrony czasami sygnalizowały, że widzą obraz, a czasami nie. To sugeruje, że ma u nich miejsce subiektywne postrzeganie rzeczywistości.

Badanie aktywności mózgowej pokazuje też, że kiedy wrony reagowały na bodziec, ich neurony się uaktywniały, co pokazuje, że świadomie dostrzegały wskazówkę. A kiedy nie reagowały na obraz, ich neurony „milczały”.

„Należałoby się spodziewać, że komórki nerwowe, które po prostu reagują na bodziec wzrokowy, będą zawsze tak samo reagowały na bodźce o identycznej intensywności. Okazało się jednak, że komórki na wyższych poziomach przetwarzania sygnałów ulegają wpływowi czynników subiektywnych, zatem tworzą subiektywne doznania” – stwierdzili naukowcy w artykule, który ukazał się w „Science”.

– To z pewnością wywoła dyskusję, ponieważ niektórzy badacze twierdzą, że świadomość jest wyjątkowo ludzka – ocenia Irene Pepperberg, psycholog porównawcza z Uniwersytetu Harvarda, niezaangażowana w nowe badania, ale znana ze swojej pracy z Alexem – szarą afrykańską papugą, która komunikowała się po angielsku na temat abstrakcyjnych pojęć.

Ptasi móżdżek bliżej ludzkiego

Za świadome procesy u ptaków może odpowiadać nowo odkryty obszar w ich mózgach, o istnieniu którego wcześniej nie wiedzieliśmy, a który został opisany przez naukowców Uniwersytetu Ruhr w Bochum (Niemcy). Neuroanatom Martin Stacho, zafascynowany inteligencją ptaków oraz faktem, że ptaki i ssaki mają „wiele takich samych zdolności poznawczych”, zdecydował się zbadać ich przodomózgowie, które odpowiada u tych zwierząt za kontrolę percepcji.

Wraz z zespołem przeprowadził badania mikroskopijne – za pomocą trójwymiarowego obrazowania w świetle spolaryzowanym – wycinków mózgów trzech gołębi pocztowych. Technika o wysokiej rozdzielczości pozwoliła badaczom przeanalizować obwody w regionie przodomózgowia – tzw. pallium – uważanym za obszar najbardziej podobny do kory nowej u ssaków.

Pallium ma charakterystyczne struktury połączone długimi włóknami. Naukowcy porównali obrazy pallium ptaków z obrazami kory mózgowej szczura, małpy i człowieka. Analiza wykazała, że ​​włókna w pallium są zorganizowane w uderzająco podobny sposób do włókien w korze mózgowej ssaków.

Badacze zwizualizowali również połączenia między neuronami w mózgach dwóch odległych od siebie gatunków ptaków: gołębi i sów. Naukowcy wstrzyknęli kryształy do ​​wypreparowanych mózgów i odkryli obwody w obszarach czuciowych, które były podobne do tych występujących w korze nowej ssaków. To właśnie ta neuroarchitektura – połączenia między strukturami, a nie same struktury – wyjaśnia, dlaczego ptaki mogą być tak samo uzdolnione poznawczo jak ssaki.

Chociaż mózgi ptaków i ssaków wyglądają zupełnie inaczej, to badanie pokazuje, że w rzeczywistości są one połączone w bardzo komplementarny sposób. Stacho i Nieder zauważają, że obszary dotyczące zdolności poznawczych u ssaków i ptaków mogły znajdować się u ich ostatniego wspólnego przodka – żyjącego 320 milionów lat temu.

– Oczywiście mózgi ssaków i ptaków ewoluowały inaczej. Zaskakujące jest to, jak bardzo są do siebie podobne pod względem zdolności percepcyjnych i poznawczych – mówi Stacho.