鸟类的大脑，才是最高效的大脑？

国际科技财经博客移民网络热点娱乐民生时事公众号

Redian新闻

>公众号

鸟类的大脑，才是最高效的大脑？

科学

2022-12-10 13:12

图片来源：Unsplash

撰文 | 苔丝·乔斯（Tess Joosse）

翻译 | 龙霏霏

科学家曾经认为，大脑越大动物越聪明。然而，鸟类却违背了这种逻辑：尽管它们的大脑比一颗核桃还小，但却可以制作出复杂的工具，也能记住它们把食物藏在了哪里。近期，一项发表于《当代生物学》（Current Biology）的研究表明，鸟类之所以能够做到这些，是因为相比于哺乳动物，它们的大脑神经元会消耗更少的能量。这可以使它们的身体为更高比例的大脑神经元供能。

一项发表于2016年的研究表明，与许多其他动物相比，鸟类的大脑神经元密度更大。例如，一只金刚鹦鹉的大脑重20克，另一只松鼠猴的大脑重30克，但它们的大脑却包含了相同数量的神经元。值得注意的是，神经元会消耗能量。德国波鸿鲁尔大学（Ruhr University Bochum）的鸟类神经科学家卡亚·冯欧根（Kaya von Eugen）表示，科学家已经发现对于人类来说，虽然大脑质量只占身体质量的2%，但却消耗了人体五分之一的能量。她和其他科学家想知道，鸟类的较小身体和能量收支（基于它们消耗的食物来计算）如何支持了如此多的神经元。

为了找到答案，研究人员将目光投向了普通鸽子。他们用一种放射性化学物质标记一些结构类似葡萄糖的分子，并将这些分子注入10只普通鸽子的静脉中。然后，随着这种放射性物质在鸽子大脑中移动，他们用扫描仪对它进行了追踪。通过分析它在大脑中的移动情况并采集血液样本，研究人员确定了每克脑组织消耗的葡萄糖量。接着，利用2016年的那项研究中每克脑组织所含神经元的数据，研究人员计算了每个神经元每分钟会消耗多少葡萄糖。

冯欧根表示，与啮齿类、人类和其他灵长类动物的神经元能量收支相比，一个鸽子神经元消耗的能量是哺乳动物神经元的三分之一，这是一个非常令人惊讶的结果。她补充说，尽管鸟类的神经元很有可能比一个典型哺乳动物的要小，“但它们的能量消耗差异太大了，所以鸟类神经元更小不可能是唯一的解释。”她认为，这也许是因为鸟类大脑独特的组织方式使神经元可以更容易地交换信号，也可能是因为鸟类拥有更温暖的体温，从而使神经元可以更快地工作。研究人员推测，鸟类复杂的认知需求（如唱歌和飞行），可能推动了脑细胞向更高效工作的方向演化。

苏珊娜·埃尔库拉诺-乌泽尔（Suzana Herculano-Houzel）是美国范德堡大学的神经科学家，她参与了2016年的研究，但没有参与这项新研究。她认为这项发现非常了不起。她表示，基于哺乳动物和鸟类大脑之间的密度差异，这种能量差异“完全符合预期”。她还补充道，鸟类演化出这种特性可能只是为了应对它们有限的能量供应，而不是为了适应高级的认知需求。

埃尔库拉诺-乌泽尔和冯欧根都对其他鸟类神经元的能量消耗感到好奇，包括鸡、乌鸦和鹦鹉。冯欧根甚至对鳄类特别感兴趣——鳄类是鸟类在演化树上亲缘关系最近的现生生物。