莱米和伊基这两只乌鸦对心理实验室并不陌生。作为研究参与者,他们帮助科学家证明鸟类可以使用工具来觅食、学习数字和计数物体,并提供了有关鸟类如何思考的其他见解。
现在,他们还发现鸟类可以做出惊人的快速决策,轻松击败人类和非人类灵长类动物。在新的发现中 发表于《科学》乌鸦处理和响应视觉线索的速度是人类和猴子的两倍,首次量化了鸟类决策的神经速度。
这一发现可能是对“大脑”作为贬义词使用的最后一击。
新西兰奥塔哥大学的神经科学家和比较心理学家迈克·科伦坡(Mike Colombo)没有参与这项研究,他说:“我们不会认为鸟类做出这些决定的速度比猴子更快,或者比我们这些‘了不起的’人类更快。” “但他们确实如此。他们的速度快得令人难以置信。”
鸟类智力问题长期以来一直受到研究人员的争论。它们的大脑体积小且表面简单,导致 19 世纪和 20 世纪的许多学者得出结论:它们不具有认知能力。即使早期的鸟类鸣叫研究表明,一些鸟类具有复杂的类似言语的模式和令人印象深刻的声音模仿能力,但也不足以扭转这一潮流。他们精心制作的旋律被认为是专门的安排,不能反映他们的认知能力。
尽管敏锐的观鸟者可能会发现这些结论显然是错误的,但科学界却迟迟没有意识到这一点。 “他们花了 20 年的时间才意识到,他们的大脑结构实际上非常迷人,”科伦坡博士说。
例如,最近的研究发现,鸽子能够区分癌细胞和非癌细胞、数值和单词和非癌细胞。鸦科鸟类(包括渡鸦、乌鸦、白嘴鸦和燕鸥)甚至可以认识自己、解决抽象问题、规划未来并表现出心理理论——一种理解其他鸟类可能在想什么并采取相应行动的能力。
在这项新研究中,德国蒂宾根大学的研究人员希望更好地了解乌鸦如何做出决定,因此他们进行了一项实验来记录乌鸦执行视觉任务时的大脑活动。经过几周的训练和无数的黄粉虫治疗后,莱米和伊吉学会了向左或向右啄食,以匹配黑屏幕上闪烁的白点的方向。
在实验过程中,这些点将随机向左或向右定向。有时,大多数点沿一个方向排列,使工作变得容易。其他时候,只有一小部分会发生变化,这使得事情变得困难。乌鸦的目标是啄食屏幕以匹配点的方向。与此同时,他们的神经活动被电极记录下来。
研究人员对鸟类大脑中名为“nidopallium caudotropice”的区域特别感兴趣,该区域与灵长类动物的前额叶皮层相当。该研究的作者之一、蒂宾根大学神经生理学家安德烈亚斯·尼德尔(Andreas Nieder)表示,前额皮质是“我们大脑中的首席执行官”。它负责我们许多最复杂的认知能力,包括计划、工作记忆和抽象思维。因此,相应区域的活动可以提供对智能鸟类的重要洞察。
乌鸦有三秒钟的时间做出决定,但结果显示它们只需要不到一秒钟的时间。他们在大约 235 毫秒内可靠地找到了答案,在进行类似实验时,速度是恒河猴或人类的两倍。此外,他们在不影响准确性的情况下以极快的速度执行自己的决定。 “这是我们没有预料到的结果,”尼德博士说。
为了确保结果不是侥幸,尼德博士对乌鸦重新进行了采样,然后对他能接触到的每一只乌鸦进行了验证方法。 “我认为我们对实验室里的所有人进行了测试,”他说。但他的本科生、博士生。博士后根本不是乌鸦的对手。
这项工作强调了鸟类大脑尽管尺寸较小,但如何调整以实现快速处理。
例如,当我们将乌鸦的尾外侧巢与恒河猴的前额叶皮层进行比较时,会发现在较小的空间中挤满了几乎相同数量的神经元。德国康斯坦茨大学生物学家兼鸟类行为专家迈克尔·格里瑟(Michael Griesser)表示:“因此,鸟类大脑实际上在解剖学上的连接效率要高得多。”他没有参与这项研究。
图宾根团队怀疑,做出如此快速决策的能力可能是为了应对危险的飞行世界而进化的,对视野中的事物快速或缓慢反应之间的差异可能是平稳飞行与坠毁或丢失食物之间的差异。
最终,该项目改变了“鸟脑”的含义,或者用科伦坡博士的话说,“极其高效的机器”。











