Atklājumi.lv

Putniem smadzenēs ir ievērojami vairāk neironu nekā zīdītājiem un pat primātiem

Kamēr arām (Ara) smadzenes ir izlobīta valrieksta lielumā, makakiem tās ir aptuveni citrona izmērā. Un tomēr aru papagaiļiem smadzeņu daļā, kas atbild par saprātu, ir ievērojami vairāk neironu, nekā makaku pērtiķiem. 

Šis ir tikai viens no pārsteidzošajiem rezultātiem, ko izdevies iegūt pirmajā sistemātiskajā neironu skaita mērījumu pētījumā par putniem. Pētījuma ietvaros Vanderbilta universitātes (ASV) zinātnieki, sadarbībā ar Prāgas Kārļa universitātes (Čehija) zinātniekiem, izpētījuši smadzenes vairāk nekā 20 visdažādākajām putnu sugām, sākot ar sīciņajām zebru žubītēm un beidzot ar vairāk nekā pusotru metru augsto Austrālijas lielāko putnu, emu. Pētījumā noskaidrots, ka putnu mazajās smadzenēs, neatkarīgi no sugas, ir ievērojami vairāk neironu, nekā zīdītāju un pat primātu smadzenēs ar tādu pašu masu.

Pētījuma rezultāti publicēti žurnālā “Proceedings of the National Academy of Sciences”.

“Ilgu laiku vārdu salikums “putnu smadzenes” bija kā apvainojums, bet tagad varētu izrādīties, ka tam patiesībā vajadzētu būt komplimentam,” pajokojusi pētījuma autore neirozinātniece Suzanna Herkulano-Hozela (Suzana Herculano-Houzel) no Vanderbilta universitātes.

Jaunais pētījums beidzot sniedz vienkāršu atbildi uz jautājumu, ar ko neiroanatomi ir cīnījušies vairāk nekā desmit gadus - kā putni, ņemot vērā viņu nelielo smadzeņu izmēru, ir spējīgi uz tik sarežģītām kognitīvām jeb izziņas uzvedībām?

Ilgi neatrisinātā mīkla radās pagājušās dekādes sākumā pēc tam, kad zinātnieki veica virkni pētījumu, kas tiešā veidā salīdzināja papagaiļu un vārnu izziņas spējas ar tām, kas piemīt primātiem. Pētījumā atklājās, ka putni spēja izveidot un izmantot rīkus dažādu darbību veikšanai, atpazīt sevi spogulī, plānot nākotnes vajadzības, kā arī veikt citas izziņas darbības, par kurām iepriekš uzskatīja, ka tā ir tikai ekskluzīva primātu prasme.

Toreiz zinātniekiem nācās samierināties ar neapmierinošu atbildi uz jautājumu, kādēļ tā – droši vien putnu smadzenes vienkārši darbojas pilnīgi citādi, nekā primātu smadzenes. Tomēr pirms diviem gadiem tika apgāzta pat šī neko daudz neizsakošā hipotēze. Detāli izpētot baložu smadzenes, izrādījās, ka patiesībā tās ir “iekārtotas” diezgan līdzīgi primātu smadzenēm.

Jaunais pētījums piedāvā daudz ticamāku novērojuma izskaidrojumu - putni prot šīs sarežģītās uzvedības tādēļ, ka to priekšējās smadzenēs ir daudz vairāk neironu, nekā domāts iepriekš (priekšējās smadzenes (sastāv no gala smadzenēm un starpsmadzenēm) ir smadzeņu daļa, kas cita starpā atbild par saprātu).

Proporcionāli neironu blīvums priekšējās smadzenēs ir pat krietni lielāks, nekā primātiem. Īpaši daudz to ir dziedātājputniem un papagaiļiem.

Lielais neironu daudzums putnu smadzenēs ir iespējams tādēļ, ka putnu neironi ir daudz mazāki un ciešāk savietoti, nekā neironi zīdītāju smadzenēs. Piemēram, papagaiļiem un dziedātājputniem ir apmēram divreiz vairāk neironu, nekā primātiem ar tādu pašu smadzeņu masu un 2-4 reizes vairāk neironu, nekā grauzējiem ar tādu pašu smadzeņu masu.

“Veidojot smadzenes, dabai ir divi parametri, ar kuriem spēlēties: izmērs un neironu skaits un izvietojums pa smadzeņu centriem,” pastāstījusi Herkulano-Hozela, “un izskatās, ka putnos daba ir izmantojusi abus no tiem.”

Jāatzīst gan, ka sakarība starp saprātu un neironu skaitu vēl nav neapgāžami pierādīta, bet pētījuma autori ir pārliecināti, ka lielais neironu skaits putnu priekšējās smadzenēs, kas pārspēj pat to, kas sastopams primātu vidū, potenciāli varētu nodrošināt putnus ar lielāku “izziņas spēku kilogramā”, nekā zīdītājus.

Pētījums sniedz vēl kādu būtisku secinājumu neirozinātnē. Proti, ir vairāk nekā viens veids, kā izveidot lielas smadzenes.

Iepriekš neiroanatomi uzskatīja, ka, augot smadzenēm, izmērā jāaug arī neironiem, jo tiem lielās smadzenēs jāsavienojas tālākos attālumos. Putnu smadzeņu piemērs parāda, ka tas nebūt nav vienīgais variants. Neironus var saglabā arī izmērā mazus un lokāli savienotus, un tikai nelielai daļai no tiem jāļauj izaugt lieliem, lai nodrošinātu tālākus savienojumus.

Šis pētījums sniedz atbildi uz vienu svarīgu jautājumu par putnu smadzeņu noslēpumiem, taču rada virkni citus jautājumus. Piemēram, vai pārsteidzoši lielais neironu skaits nozīmē arī attiecīgi lielu enerģijas patēriņu? Vai mazie neironi ir atbilde relatīvi nelielajiem putnu ķermeņa izmēriem lidošanas dēļ? Vai tomēr tas ir sens veids, kā “papildināt” smadzenes ar neironiem, no kura novirzījušies zīdītāji, nevis putni?

Pētījuma autori cer, ka iegūtie rezultāti un to radītie jautājumi mudinās citus neirozinātniekus pievērsties putnu smadzeņu mistērijām, īpaši jautājumiem, kas saistīti ar putnu un zīdītāju uzvedību salīdzināšanu, kam ir līdzīgs neironu skaits vai smadzeņu izmērs.

Avots:

news.vanderbilt.edu

Brīvpieejas materiāls. Pārpublicēt atļauts tikai ievērojot ŠOS NOTEIKUMUS.