正如任何鴕鳥都知道的那樣，離地起飛需要的不僅僅是翅膀和羽毛。《始祖鳥》是已知最早的鳥類，對其進行的深入研究提供了證據，證明了被認為對飛行至關重要的特定神經機制的存在。
生活在侏羅紀晚期，《始祖鳥》擁有鳥類的羽翼和叉骨，但卻有爬行動物的牙齒和長長的骨質尾巴。當古生物學家在1861年發現第一塊化石時，一些人將其吹捧為當時剛提出的進化論的驗證。“這是一個過渡形態，”得克薩斯大學奧斯汀分校的蒂莫西·B·羅威評論道，“正如達爾文主義者所預測的那樣。”鳥類的起源是早期關於進化討論的最大戰場之一，而這場辯論的部分中心在於《始祖鳥》是否會飛。
之前的研究側重於空氣動力學和羽毛形狀，但羅威和他的同事在第一具《始祖鳥》骨骼的頭骨中尋找鳥類特徵，這具骨骼有1.47億年的歷史。他們拍攝了1300張英寸長的頭部X射線影像，透過計算機斷層掃描（CT）建立了顱腔的三維重建。今天發表在《自然》雜誌上的結果表明，這種原始鳥類的大腦體積為1.6毫升，小於同等大小的現代鳥類，但大於爬行動物。《始祖鳥》擴大的視覺中心和內耳道與會飛的鳥類非常相似。作者認為，這些大腦結構暗示的強大視覺和平衡能力是飛行所必需的屬性。
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俄亥俄大學的勞倫斯·M·威特預設為，傳統觀點認為“《始祖鳥》可以飛到空中，但可能不是一個非常好的飛行者。”在隨附的評論中，威特默指出，這些新的CT掃描結果與被稱為翼龍的爬行動物的掃描結果之間存在相似之處，翼龍在第一隻鳥類出現在地球上之前近1億年前就開始飛行。“我們過去認為羽毛造就了鳥類，”羅威評論道，但這些古代飛行員的頭骨表明，“你必須安裝一臺大型計算機才能飛行。”--邁克爾·希爾伯