【科學短消息】小而美的鳥腦袋

葵花鳳頭鸚鵡(Cacatua galerita)(Photo credit: JJ Harrison,CC BY-SA 3.0)
葵花鳳頭鸚鵡(Cacatua galerita)(Photo credit: JJ Harrison,CC BY-SA 3.0)

撰文|黃貞祥

鳥的智商常叫人感到神奇,有些鳥可以數數、有些會製作工具、有些能夠認出鏡中的自己、有些能夠說話等等,可是鳥的腦卻相當小,和牠們的認知能力不成正比。科學家現在發現,原來鳥腦中的神經元,數量不輸給靈長類哺乳動物,可謂鳥腦雖小、神經俱全。

捷克布拉格查爾斯大學的動物學家Pavel Němec等人,研究了28種鳥的腦,發現尤其是鳴禽和鸚鵡,有些腦裡的神經元數量甚至比靈長類還多。他們解剖了這些鳥的腦,用染劑染出神經元以計數。之前就有研究發現鴿腦和靈長類的腦很相似。

他們發現,鳥腦雖小,但神經元數量卻是驚人的多。例如金剛鸚鵡,其腦小如核桃,和智力行為有關的前腦,竟比如檸檬般大的恆河猴腦,有更多神經元。葵花鳳頭鸚鵡和嬰猴的腦都差不多是十克左右,但前者有廿億個神經元,是後者的兩倍。鸚鵡、鳴禽和烏鴉,前腦的神經元密度最高,所以腦雖小,但行為和認知能力超強。

 

各種鳥的腦,腦下的黃色數字代表腦神經元數量、藍字代表大腦皮層神經元數量,紅字代表腦重量(M表示百萬)(Olkowicz, S. et al. PNAS, 2016; doi: 10.1073/pnas.1517131113)。
各種鳥的腦,腦下的黃色數字代表腦神經元數量、藍字代表大腦皮層神經元數量,紅字代表腦重量(M表示百萬)(Olkowicz, S. et al. PNAS, 2016; doi: 10.1073/pnas.1517131113)。

德國蒂賓根大學的神經生物學家Andreas Nieder認為,鳥類如烏鴉和鸚鵡,單位重量的大腦神經元,比靈長類動物的更多,可以幫助解釋何以有些鳥類擁有優異的認知能力,因為單位重量的大腦有更多神經元,就可建構出更大的網絡和更多的連結,使資訊的處理更快和更強大。

鳥腦為何能有更密集的神經元?是因為鳥腦內的神經元更小,細胞間的連結也更短更密集。他們下一步要研究那些神經元是否是為了適應飛行而演化得更輕巧。

原學術論文:Seweryn Olkowicz, et al., “Birds have primate-like numbers of neurons in the forebrain,” PNAS, 2016; doi: 10.1073/pnas.1517131113

參考資料:
1. Vanderbilt University. "Bird brain? Ounce for ounce birds have significantly more neurons in their brains than mammals or primates." ScienceDaily. ScienceDaily, 13 June 2016.
2. Devi Shastri. Parrots, songbirds pack more neurons into their forebrains than most mammals. Jun. 13, 2016. DOI: 10.1126/science.aaf5779
3. Ian Sample. Bird-brained and proud: densely packed neurons give birds intellectual edge. The Guardian.  13 June 2016..

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作者:黃貞祥 現任教於國立清華大學分子與細胞生物研究所暨生命科學系,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。科教中心特約寫手,從事科普文章寫作。

 

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