作者:宋书扉,冯丽妃 来源:中国科学报 发布时间:2025/1/24 21:29:58
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头小脑不小,数字重建改写鸟类智慧认知

 

因为鸟类脑袋很小,在英文语境里,人们常用“鸟脑”(birdbrain)来指代“笨蛋”。但一项新研究彻底颠覆了这种刻板印象:鸟类的大脑结构不仅精密,而且比例惊人,几乎填满了整个头骨。相关研究成果于1月21日发表在《生物学快报》。

“人们常常低估鸟类的智力。”澳大利亚弗林德斯大学博士生、该论文第一兼通讯作者Aubrey Keirnan表示,“但事实上,鸟类的头骨就像是一个塞满大脑的盒子,前面只是带了个喙。这完全颠覆了我们以往的认知。”

这项由澳大利亚和加拿大科学家合作完成的研究不仅揭示了鸟类惊人的脑容量,更开创了一种全新的研究方法。为了得到这一突破性发现,研究团队创造性地运用了计算机断层扫描技术,对136种鸟类的头骨进行数字化分析。通过这种方法,科学家们发现仅靠对头骨内腔进行数字建模,就能准确推算出鸟类大脑的关键部位比例,完全不需要进行解剖。

“我们使用计算机微断层扫描技术来扫描鸟类头骨,这让我们能够以数字方式填充脑腔,获得所谓的‘脑内模型’。”该研究高级共同作者、弗林德斯大学科学与工程学院副教授Vera Weisbecker解释说,“令我们惊讶的是,数字模型几乎可以一比一模拟实际大脑。这一发现意义重大,这意味着我们可以用这种无需接触的方式来研究稀有甚至已经灭绝的鸟类物种。”

这种创新方法的另一大优势在于其无损性。Weisbecker介绍,过去研究鸟类大脑,科学家不得不采用破坏性手段:“要往头骨里灌注液态乳胶,等它凝固后再打碎头骨取出模型。而现在的无损扫描不仅能保护珍稀标本,获得的数字文件还可以和全球科学家共享。”

该研究的共同负责人、加拿大莱斯布里奇大学教授Andrew Iwaniuk也对研究结果感到意外。“鸟类的小脑有褶皱,而且常常被一条大血管遮挡。这些特征在不同物种间差异很大。但令人意外的是,我们在所有研究物种中都发现了高度一致的数据关系。”

不过,研究团队也指出了这一方法的局限性。“以鳄鱼为例,”Keirnan补充道,“虽然它们是鸟类最近的现存亲属,但它们的大脑结构与鸟类完全不同,而且大脑并不能充分填满脑腔,这就大大限制了研究的可能性。”这也意味着,这一方法是否适用于研究恐龙等已灭绝的鸟类近亲,还需要进一步验证。

这项突破性研究不仅为濒危现代鸟类的研究提供了新思路,更为我们认识这些“小脑袋”提供了全新视角。借助这一技术,科学家们有望在不伤害研究对象的情况下,科学家们正逐步揭开鸟类智力的神秘面纱。

科学家用数字技术重建的澳大利亚矛隼头骨及其大脑模型。图源:弗林德斯大学


相关论文信息:

https://doi.org/10.1098/rsbl.2024.0596

 
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