Почему некоторые птицы такие умные, и возможно — даже самосознательные

Никогда прежде выражение «птичий мозг» не было таким комплиментом: в последние годы было обнаружено, что птицы могут создавать инструменты, понимать абстрактные концепции и даже узнавать картины Моне и Пикассо. Но отсутствие у них неокортекса ­—­ области мозга млекопитающих, где происходит рабочая память, планирование и решение проблем — долгое время озадачивало учёных. Теперь исследователи обнаружили ранее неизвестное расположение интегральных схем в головном мозге птиц, которое может быть аналогом неокортекса млекопитающих. А в отдельном исследовании другие исследователи связали эту же область с сознательным мышлением.

У таких птиц, как этот почтовый голубь, может быть необходимая нейронная анатомия для мышления

 

Эти две статьи уже называют новаторскими. «Часто предполагается, что архитектура мозга птиц, отличающаяся от таковой у млекопитающих, ограничивает мышление, сознание и наиболее продвинутые познания», — говорит Джон Марцлафф, биолог и специалист по воронам из Вашингтонского университета в Сиэтле, не участвовавший ни в одном исследовании. «Исследователи, которые продемонстрировали когнитивные способности птиц, не будут удивлены этими результатами, но они будут счастливы», — добавляет он.

Действительно, именно из-за схожих когнитивных способностей птиц и млекопитающих Мартин Стахо, нейроанатом из Рурского университета в Бохуме, решил исследовать передний мозг птиц, который контролирует восприятие. Грубое сравнение мозга млекопитающих и птиц показывает, что «у них нет ничего общего», — говорит он. «Тем не менее, у птиц и млекопитающих во многом схожие когнитивные навыки».

Чтобы выяснить, как мозг птицы поддерживает эти умственные способности, Стахо и его коллеги исследовали микроскопические срезы мозга трёх почтовых голубей, используя трёхмерное изображение в поляризованном свете. Этот метод с высоким разрешением позволил им проанализировать схему области переднего мозга, называемой паллием, которая считается наиболее похожей на неокортекс млекопитающих. Хотя паллий лишён шести слоёв коры, он имеет отличительные структуры, соединённые длинными волокнами.

Учёные сравнили изображения паллии птиц с изображениями коры головного мозга крысы, обезьяны и человека. Их анализ показал, что волокна паллии птиц устроены поразительно похожим на волокна коры головного мозга млекопитающих.

Исследователи также визуализировали связи между нейронами в мозге двух отдалённо родственных видов птиц — голубей и сов. После удаления мозга птиц, подвергнутых глубокому наркозу, учёные ввели кристаллы в рассечённый мозг и обнаружили цепи в сенсорных областях, которые были аналогичны тем, что обнаружены в неокортексе млекопитающих. Именно эта нейроархитектура — связи между структурами, а не сами структуры — объясняет, почему птицы обладают такими же когнитивными способностями, как и млекопитающие , сообщают сегодня в Science.

«Это исследование подтверждает старую пословицу о том, что внешний вид может быть обманчивым», — говорит Марзлафф. Хотя мозг птиц и млекопитающих «выглядит очень по-разному, это исследование показывает нам, что на самом деле они устроены очень взаимодополняющими способами».

Но есть ли у птиц сознательный опыт? Знают ли они о том, что видят и делают? Чтобы выяснить это, Андреас Нидер, нейрофизиолог из Тюбингенского университета, наблюдал за мозгом вороны–падальщика (Corvus corrone), когда они реагировали на сигналы. Известные за свой интеллект «пернатыми обезьянами», эти вороны и их кузены, как было показано, даже рассуждают причинно . Но сделать вывод о сознании из таких экспериментов непросто, говорит Нидер.

Поэтому он и его коллеги использовали тест, похожий на тест, который исследует приматов на предмет наличия признаков сознания — состояния ума, которое, как считается, возникает при внезапной активации определённых нейронов. Они научили двух выращенных в лаборатории годовалых ворон–падальщиков двигаться или оставаться на месте в ответ на слабый сигнал, отображаемый на мониторе. При правильных действиях птицы получали вознаграждение. Затем учёные имплантировали электроды в мозг ворон, чтобы записывать их нейронные сигналы, когда они реагируют. Когда вороны реагировали, их нейроны срабатывали, что говорит о том, что они сознательно воспринимали сигнал, но когда они этого не делали, их нейроны молчали. Нейроны, которые активировались в соответствии с действием вороны, были расположены в паллии, сообщают исследователи. Нидер называет это «эмпирическим маркером сенсорного сознания в мозгу птиц», аналогичным тому, который наблюдается у приматов.

Это наверняка вызовет споры, поскольку «некоторые исследователи утверждают, что сознание — исключительно человеческое явление», — говорит Ирен Пепперберг, сравнительный психолог из Гарвардского университета, известная своей работой с Алексом, серым африканским попугаем, который общался на английском об абстрактных концепциях. Пепперберг не принимал участия в этих новых исследованиях, но считает их «действительно захватывающими».

Стахо и Нидер добавляют, что строительные блоки для познания млекопитающих и птиц могли быть у их последнего общего предка около 320 миллионов лет назад. «Конечно, мозг млекопитающих и птиц эволюционировал по-разному, — говорит Стахо. «Что удивительно, так это то, насколько они по-прежнему похожи по своим воспринимающим и познавательным способностям».

Быстрые радиовспышки могли прибыть с ближайших звёзд

Впервые обнаруженные в 2007 году, так называемые «быстрые радиовспышки» до сих пор не поддаются объяснению. Эти космические импульсные сигналы длятся лишь тысячную долю секунды. Судя по характеристикам этих радиопульсаций предполагалось, что они пришли из дальних галактик, расположенных в миллиардах световых лет от нас. Однако новое исследование указывает на гораздо более близкие источники – ярко сверкающие звёзды в пределах нашей галактики.

Звёздные вспышки

«Мы предполагаем, что быстрые радиовспышки не так уж экзотичны, как астрономы считали раньше», — говорит ведущий автор данного научного исследования Ави Лоуэб из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CfA).

«Быстрые радиовспышки» — короткие и яркие, излучающие большое количество энергии за короткое время. До сих пор было обнаружено лишь 6 таких радиовспышек в архивированных данных астрономических наблюдений. Каждая из них была обнаружена лишь однажды, таким образом последовательное их изучение весьма затруднительно.

Детальный анализ вспышек показал, что они прошли сквозь большую колонну электронов по пути к Земле. Если бы эти электроны были развеяны в межгалактическом пространстве, тогда радиопульсации должны были пересечь огромное расстояние в миллиарды световых лет. Соответственно они должны были быть порождены в ходе событий с высвобождением экстремально гигантского количества энергии. Радиочастоты вспышек гамма-излучений совсем другие, поэтому астрономы стали рассматривать возможность происхождения «быстрых радиовспышек» от других экстремальных событий, таких как коллапс нейтронной звезды в чёрную дыру.