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同类中规模最大的研究证明“鸟脑”用词不当

本站发布时间:2025-02-22 16:58:25

很难知道鸟类在飞行时会“想什么”,但澳大利亚和加拿大的科学家通过观察鸟类的头部内部,获得了一些非凡的新见解

南澳大利亚弗林德斯大学的进化生物学家和加拿大莱斯布里奇大学的神经科学研究人员合作,探索了一种新的方法,通过从鸟类骨骼的空颅骨内部区域制作数字“内吞物”来重建已灭绝和现存鸟类的大脑结构

发表在《生物学快报》上的一项研究由弗林德斯大学骨骼与多样性实验室和阿尔伯塔省莱斯布里奇大学Iwaniuk实验室领导,发现长期死亡的鸟类的干燥博物馆头骨可以提供有关物种大脑的惊人详细信息,包括鸟类智能和敏捷性的主要计算中心的大小

这一发现是通过将大脑的历史显微切片与鸟类内部脑壳的数字印记进行比较而实现的,这是同类研究中规模最大的一项,涵盖了136个物种

加拿大Iwaniuk实验室的博士生Aubrey Keirnan将一个连续切片的鸟脑放在载玻片上,以便在显微镜下进行测量和分析。图片来源:奥布里·凯尔南

“这表明两者非常接近,不需要实际的大脑来估计鸟类的大脑比例,”主要作者、弗林德斯大学博士奥布里·基尔南说

“虽然‘鸟脑’经常被用作侮辱,但鸟类的大脑非常大,几乎是一个有喙的脑壳。我们决定测试这是否也意味着大脑在头骨上的印记反映了实际大脑两个关键部分的比例。”

加拿大阿尔伯塔省莱斯布里奇大学神经科学系的研究人员加入了该团队,他们扫描了136种鸟类的头骨,并获得了显微脑切片或文献数据

这使他们能够确定前脑和小脑这两个关键大脑部分的体积是否与内消化道的表面积相对应

“真实”和“数字”大脑体积之间极其紧密的匹配让研究人员感到惊讶

“我们使用计算机显微断层扫描来扫描鸟类头骨。这使我们能够以数字方式填充大脑腔,以获得大脑的印记,也称为内窥镜,”弗林德斯大学科学与工程学院的资深合著者Vera Weisbecker副教授说。

“数字内窥镜的伟大之处在于它们是非破坏性的。在过去,人们需要将液体乳胶倒入脑壳中,等待其凝固,然后打破头骨以获得内窥镜。

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莱斯布里奇大学教授Andrew Iwaniuk与Weisbecker副教授共同领导了这项研究,他在鸟类大脑研究方面有着广泛的背景,他说他没想到脑组织和内分泌之间有如此明显的相关性。

鸟类的近亲,鳄鱼骨骼,在巴黎古生物学和比较解剖学画廊拍摄。图片来源:Aubrey Keirnan(弗林德斯大学)蒙面翻领(Vanellus miles)及其在水中的反射。图片来源于Mykelphotography的CC-BY Michael Jury

”虽然从外表面可以看到大部分端脑(前脑的外部),小脑的很大一部分被这个区域遮挡。此外,鸟类小脑有“褶皱”,通常被一种名为枕窦的大血管阻塞,”Iwaniuk教授说。“鉴于不同物种之间的模糊程度可能不同,我没想到所有物种的内颈表面积和脑体积之间都有很强的相关性。Iwaniuk教授补充说,这项研究为其他科学家的现有研究提供了支持,包括对极度濒危的现代鸟类,甚至可能已经灭绝的物种的研究。然而,该团队表示,这些数据在恐龙身上的应用效果还有待观察,恐龙是鸟类最接近灭绝的近亲。Keirnan女士补充道:“例如,鳄鱼是鸟类现存的近亲,但它们的大脑看起来一点也不像鸟类,而且它们的大脑没有足够的信息来填充大脑。”

More information: Aubrey R. Keirnan et al, Avian telencephalon and cerebellum volumes can be accurately estimated from digital brain endocasts, Biology Letters (2025). DOI: 10.1098/rsbl.2024.0596

Journal information: Biology Letters

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