经过充分的训练，鸽子可以区分毕加索和莫奈的作品。乌鸦可以在镜子中认出自己。在日本一所大学的校园里，众所周知，乌鸦会故意将核桃留在人行横道上，让过往的车辆帮它们碾碎坚果。许多鸟类都非常聪明。然而，在聪明的动物中，“鸟类大脑”往往不受尊重。
今天发表在《科学》杂志上的两篇论文发现，鸟类的大脑实际上比 ранее 想象的更类似于我们复杂灵长类动物的器官。多年来，人们一直认为鸟类的大脑功能有限，因为它缺乏新皮层。在哺乳动物中，新皮层是庞大且进化上现代的大脑外层，它允许复杂的认知和创造力，并且构成了整个脊椎动物中所称的皮层的大部分。新的研究结果表明，鸟类确实具有与新皮层相当的大脑结构，尽管形状不同。事实证明，在细胞水平上，大脑区域的布局与哺乳动物的皮层非常相似，这解释了为什么许多鸟类表现出长期以来让科学家感到困惑的高级行为和能力。这项新工作甚至表明，某些鸟类表现出一定程度的意识。
哺乳动物的皮层分为六层，包含神经元的垂直柱，这些神经元在水平和垂直方向上相互通信。另一方面，鸟类的大脑被认为排列成离散的神经元集合，称为核，包括一个称为背侧脑室脊或 DVR 的区域和一个名为 wulst 的单个核。
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在其中一篇新论文中，德国波鸿鲁尔大学的神经科学家、资深作者奥努尔·京特尔昆及其同事分析了参与声音和视觉处理的 DVR 和 wulst 区域。为此，他们使用了一种称为三维偏振光成像或 3D-PLI 的技术——一种基于光学的显微镜技术，可用于可视化脑样本中的神经纤维。研究人员发现，在鸽子和仓鸮中，这些大脑区域的构造都非常像我们的新皮层，具有层状和柱状组织——以及水平和垂直电路。他们使用生物胞素追踪（一种神经细胞染色技术）证实了 3D-PLI 的发现。
[在《大众科学》文章中，京特尔昆描述了鸟类大脑如何表现出令人惊讶的认知能力。]
“我们现在可以声称，这种分层、类似皮层的组织确实是大多数（如果不是全部）鸟类整个感觉前脑的一个特征，”该研究的共同第一作者、京特尔昆在波鸿鲁尔大学的同事马丁·斯塔乔说。
“并非 DVR 是新皮层，”范德比尔特大学神经科学家苏珊娜·赫库拉诺-胡泽尔说，她为这两篇新论文撰写了评论，但没有参与其中任何一篇，“而是哺乳动物和鸟类的整个皮层具有相似的发育起源和连接性，因此[这两个纲的皮层]应该被认为是等效的结构。斯塔乔表明，满足于肉眼所见可能会产生误导。”
神经科学家哈维·卡滕在 20 世纪 60 年代提出了 DVR 在某种程度上与新皮层相关的观点。然而，它并没有流行起来。其他人随后声称 DVR 实际上与其他哺乳动物大脑区域相对应，包括杏仁核，杏仁核除其他任务外，还执行情绪处理。“关于 DVR [相关性] 的理论可能是比较神经生物学领域最大的争议之一，”斯塔乔说。但他的新工作为卡滕的最初假设提供了可信度。
斯塔乔和他的同事认为，这些发现也代表了对古代动物大脑进化的一瞥。鸟类和哺乳动物的最后一个共同祖先是大约 3.2 亿年前在地球上漫游的爬行动物。该团队认为，它的大脑可能是通过进化而分化的两个谱系的先驱。“没有人确切知道最后一个共同祖先的大脑是什么样子，”斯塔乔说。“最有可能的是，它不像新皮层或 DVR。它可能介于两者之间，在哺乳动物中，它发展成六层新皮层，而在鸟类中，它发展成 wulst 和 DVR。”
德国蒂宾根大学的一个小组发表的另一篇新论文进一步深入了解了鸟类的大脑，表明鸟类具有一定的感觉意识能力——在主观体验中，它们会回忆起感觉体验。长期以来，人们一直认为意识定位于聪明灵长类动物（即黑猩猩、倭黑猩猩和我们人类）的大脑皮层中。然而，乌鸦似乎至少具有感觉意识的雏形。
在蒂宾根小组的实验中，两只秃鼻乌鸦被训练回忆以前的经历来指导它们的行为。当它们的训练完成后，它们进入了测试阶段，在这个阶段中，可能会出现一个灰色正方形，然后在 2.5 秒后出现红色或蓝色正方形。在这个练习中，乌鸦被训练为如果它们看到灰色正方形，然后看到红色正方形，则移动它们的头部。如果它们看到灰色正方形，然后看到蓝色正方形，它们学会了保持头部静止。当鸟类看到没有刺激，然后出现彩色正方形时，顺序颠倒：蓝色信号指示它们移动头部，红色信号指示它们不要移动头部。因此，为了正确响应彩色正方形，乌鸦必须回忆起它们是否首先看到了灰色正方形——这等同于过去的主观体验。
实验的关键在于以六种不同的强度呈现灰色正方形，包括在鸟类的感知阈值处。通过这种方式，主要作者和神经生物学家安德烈亚斯·尼德及其同事可以证实，乌鸦不仅仅是对刺激进行条件反射反应，而是利用主观体验。
此外，通过在称为尾外侧 nidopallium (NCL) 的鸟类大脑区域植入电极，研究人员能够监测单个神经元对刺激的活动。当乌鸦在它们的感知阈值处观察到昏暗的灰色正方形时，NCL 神经元在该刺激和彩色正方形呈现之间的时期变得活跃——但前提是乌鸦报告看到了灰色正方形。如果它们无法检测到该正方形，神经元则保持沉默。该结果表明，独特的主观体验正在通过神经元活动来体现。
尼德并没有声称乌鸦具有猿类那样的自我意识和自我认知，而只是说鸟类可以参与对刺激做出反应的独特的多部分感觉体验。“我通常不太喜欢将复杂的人类认知状态归因于动物，并且更喜欢保持保守的态度，”他说。“人类很容易开始将自己的精神状态投射到其他生物（甚至是非生物）身上。但就其他物种的感觉意识而言，假设高等脊椎动物（如哺乳动物和鸟类）拥有感觉意识可能是公平的。”
尼德团队的研究结果表明，感觉意识的神经基础要么在哺乳动物进化之前就已存在，要么在两个谱系中独立发展——鸟类谱系表明，有意识不一定取决于庞大的大脑皮层。
赫库拉诺-胡泽尔的工作表明，鸦科动物（所谓的“聪明鸟类”家族成员，如乌鸦、渡鸦和喜鹊）的大脑中密集地分布着相互连接的神经元。她的研究与新的《科学》论文相吻合。“凭借京特尔昆的发现，即鸟类和哺乳动物之间的皮层连接性确实非常相似……，一切都非常完美地结合在一起，”她说，并指出鸦科动物的皮层容纳的神经元数量与你在大脑大得多的灵长类动物中发现的数量大致相同。
这项最新的研究也削弱了灵长类动物的特殊性。“我希望更多的人会倾向于放弃人类大脑非常独特和排他性的观念，”赫库拉诺-胡泽尔说。