如果你養了一隻鸚鵡，你可能需要向它道歉。“鳥腦”不是侮辱：儘管鳥的大腦可能看起來很小，但它的小尺寸只會使其智力更加令人印象深刻。
科學家們已經知道一段時間了，鳥類能夠進行復雜的認知，正如會製造工具的烏鴉和有鑑賞力的鴿子所揭示的那樣。問題是，大自然是如何將所有這些神經硬體塞進如此小的包裝中的。本月發表在《美國國家科學院院刊》上的研究提供了一種新的解釋：鳥類大腦的神經元密度比其他動物更高。
長期以來，普遍的觀點是，大腦的大小最直接地決定了動物的智力，而神經元密度在不同物種之間變化不大。在過去的十到二十年中，這種看法發生了改變，尤其是在觀察到神經元密度差異的哺乳動物大腦中。鳥類的大腦非常小，顯然需要一些結構上的差異才能使它們在緊湊的空間中進行復雜的認知，但直到現在，還不清楚它們究竟是如何不同的。
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這項新研究來自布拉格、維也納、里約熱內盧和聖保羅的大學之間的國際合作，是第一個量化鳥類大腦中神經元數量的研究。為此，研究人員從 28 個不同的物種中採集了樣本，並將它們解剖成解剖切片。然後，他們從每個切片中製成均勻的懸浮液，對細胞核進行染色，並將每個懸浮液分成小的單獨細胞樣本。這些較小的樣本每個都包含大致相同數量的細胞，從而可以相對容易地快速準確地計數神經元。使用這種方法，一天之內就可以處理整個鳥類大腦，而傳統方法則更加費力且耗時。（歷史上，神經解剖學家必須切割大腦的非常薄的切片，對其進行染色以顯示單個細胞，並手動計數每個細胞。對於整個大腦，這種方法需要大量時間並且存在較高的人為錯誤風險。）
儘管該領域的許多人預計鳥類大腦可能很密集，但其程度讓該研究的作者感到驚訝。“我原本的期望僅僅是鳥類大腦在大小和神經元數量上應該與哺乳動物不同，”神經科學家 Suzana Herculano-Houzel 說，她現在在範德比爾特大學工作，是該論文的資深作者之一。“但我們不知道差異會如此之大，以至於在鸚鵡的大腦中，你會擁有與中等大小靈長類動物一樣多的神經元。”
之前對鳴禽和鸚鵡（具有令人印象深刻的發聲能力的鳥類）的鳥類智力研究表明，鳥類大腦中有特殊的通路可以實現這種複雜的認知。但是這些通路由數百萬個神經元組成，對於如此小的大腦來說，似乎不可能容納。“[似乎] 必須有一些東西丟失才能為這條通路騰出空間，”霍華德休斯醫學研究所的神經生物學家埃裡希·賈維斯說，他研究這些神經通路，但沒有參與這項新研究。“這篇論文給了我一個解釋：這些鳥類並沒有因為其他特徵而失去神經元，它們只是將東西塞進了更緊湊的空間。”
為了鳥類？
Herculano-Houzel 及其同事的發現只是為了更好地瞭解鳥類大腦解剖結構和智力的更大努力的一部分。直到二十世紀中葉，許多科學家仍然持有鳥類無法進行高階認知的偏見。
事實上，即使是給鳥類神經解剖結構起的名稱也表明了它們被認為的簡單性。一個世紀前，神經生物學家路德維希·艾丁格比較了各種動物的神經解剖結構，以便他能夠建立一個更具凝聚力的觀點，瞭解它們的大腦是如何進化的。但艾丁格對進化的理解是不準確的；他認為進化是按時間和空間線性發生的。他認為大腦的原始區域一定位於大腦的一端，隨著時間的推移，更復雜的部分在彼此之上分層發展。
鳥類的大腦結構與大多數其他智慧動物的結構非常不同，這導致艾丁格認為它們一定不如哺乳動物聰明。因此，當他著手命名鳥類大腦結構時，他給它們起了“蒼白紋狀體”這樣的名字，意思是“舊紋狀體”，指的是一個參與本能行為和基本運動協調的相當原始的區域。他認為大腦是從紋狀體進化而來的。但事實上，我們現在知道它是由大腦皮層進化而來的，大腦皮層是一個執行推理和計劃的區域。
2005 年，一個國際專家小組在《自然評論神經科學》上指出，這種貶義的命名法阻礙了科學進步，因為它不準確地反映了大腦的複雜性。他們的請求最終導致了在研究界中使用的新術語。這一變化反映了對鳥類進化的現代、細緻的看法，Herculano-Houzel 希望她的工作對此做出貢獻。她和她的同事選擇研究各種物種，以便他們能夠“一窺進化”，她解釋道。“我們的想法是，如果你瞭解現代物種之間哪些變化和哪些不變，那麼你就可以進行偵探工作，弄清楚第一批鳥類的大腦是由什麼組成的。”
賈維斯說，仍然需要做更多的工作來證明這些密集的神經元直接影響著智力。儘管如此，他還是覺得這項新工作令人印象深刻：“我不敢用突破這個詞，但我認為這是一個概念性的突破。”