Разумеется, самая главная фича врановых – их интеллект. Причём история исследования птичьего мозга полна драм и мучительных попыток натянуть сову теории на глобус практических наблюдений.
Проблема заключалась в следующем: поскольку исследования психики базировались в первую очередь на матчасти хомосапиенсов (по очевидным причинам), во вторую на приматах (как близких родственниках), а в третью – на млеках в целом, долгое время самоочевидной вещью считался тот факт, что за ВНД отвечает неокортекс. Нет неокортекса – нет ВНД. А поскольку неокортекс отсутствует у птиц как явление, вопрос птичьего интеллекта закрыли, толком не открыв. Архитектура ЦП не позволяет. Точка.
Врановые и попугаи пожали плечами и продолжили успешно решать сложные когнитивные задачи назло кожаным мешкам. Число наблюдаемых случаев сложного поведения росло, игнорировать их становилось всё труднее. Со временем дело дошло и до лабораторных экспериментов по полному чину, и от их результатов отмахнуться уже не получалось. По всему выходило, что птицы не только догоняют млеков в среднем по больнице – они уделывают большинство из них на изи.
Подход пришлось поменять: раз налицо развитая когнитивка – надо пересматривать вопросы матчасти. Неокортекса у птиц нет, не было и не предвидится. Это факт. У млеков за интеллект отвечает именно неокортекс. Это тоже факт. Интеллект и прочие сложные психические функции у птиц присутствуют. И это тоже факт. Из этих трёх фактов очевиден вывод: архитектура мозга у птиц принципиально иная, чем у млеков. Осталось лишь выяснить, какова же она.
К счастью, приближался двадцать первый век, и, помимо пил, зубил и молотков, в распоряжении учёных появились разные томографы, энцефалографы и прочие инструменты неразрушающего контроля, позволяющие в реальном времени отследить активность различных зон птичьего мозга без необходимости предварительно извлекать его из птицы. Полученные результаты выглядели довольно неожиданно.
Птичий мозг мал. Поскольку большая часть птиц заточена под полёт, авиационная специфика накладывает свои ограничения, в первую очередь по массе. Ну и по энергопотреблению, куда ж без этого. В и без того невеликую птичью черепушку уже запихали два крупных глаза (по отношению к размерам тела птичьи глаза куда крупнее, чем у млекопитающих). Там же просверлили пару дырок под уши, тоже, надо сказать, немаленьких. А ещё в эту голову птица ест. Найдите место для крепления мышц клюва спереди и мышц шеи сзади. А в оставшееся пространство запихайте мозг, да такой, чтобы не слишком много энергии потреблял, и весил сущую фигню – ведь всё вышеописанное нужно таскать по воздуху исключительно силой мускулов. Нравится ТЗ? Запускайте автокад, обсчитывайте…
Итак, помимо примитивной структуры, птичий мозг слишком мал, чтобы там поместилась хоть одна умная мысль. Учёные опасливо обошли знакомые грабли (раз матчасть не позволяет – значит, ВНД невозможна) и стали выяснять, как работает то, что работать вообще не должно. На данный момент им удалось выяснить примерно следующее.
Во-первых, большинство птиц интеллектом не блещут (впрочем, с млеками – да и с некоторыми людьми, чего уж греха таить – это правило тоже работает). Голуби, например, реально тупые. Большую часть процессорной мощности у них отжирает GPS-ка, остального едва хватает, чтобы понять, что еду нужно пихать в клюв, а не куда-то ещё. Но и тут есть нюансы: даже невеликий интеллектом голубь способен к обучению неким нехитрым командам. Говорят, у Скиннера голуби по свистку клевали железный лом, долго, упорно, пока не поступала команда «прекратить». Однако, среди птиц выделяются два семейства – врановые и попугаи – интеллект которых догоняет, а местами и перегоняет обезьян и вполне сравним с человеческим.
Врановые способны к прогнозированию, абстрагированию, использованию и изготовлению орудий труда, счёту, различают цвета, используют сложную систему коммуникации – в общем, обладают кучей плюшек, которые даёт развитой интеллект. При этом мозг их по массе, размерам и энергопотреблению и близко не сравним с человеческим. Столь впечатляющие характеристики вороньего ЦП обусловлены его весьма специфической структурой.
Первое, за счёт чего удалось достичь столь впечатляющих показателей оптимизации – размер единичного нейрона. Птичьи нейроны гораздо мельче, следовательно, при прочих равных в отведённый объем их влезет куда больше.
Второе – более плотная упаковка. Нейроны у птиц мало того, что мелкие – они набиты в имеющийся объём плотнее, чем селёдки в бочку. Таким образом мы можем ещё немного выиграть в их количестве.
Третье. Перейдём от количества к качеству. Кроме размеров и плотности упаковки у птичих нейронов есть ещё одна фича: у них больше дендритов, а следовательно – больше связей с соседними клетками.
Четвёртое. Эти компактные, ветвистые, плотно упакованные нейроны объединяются в высокоэффективные нейроглиальные комплексы, отличные по структуре от таковых у млеков. Если для млекопитающих характерны так называемые «колонки», то для птиц – шаровидные скопления.
В итоге главные умники птичьего мира (врановые и попугаи) уделывают обезьян как по количеству нейронов (и это в мозге размером с фундук!), так и по эффективности их использования. Неудивительно, что при такой прогрессивной архитектуре процессора четырёхмесячный ворон на бенчмарках по всем параметрам догоняет взрослого(!) шимпанзе. Уважайте врановых, ребята. Когда мы всё-таки допрыгаемся до ядерной войны, именно им предстоит возрождать цивилизацию на руинах планеты. И будем надеяться, им хватит ума мирно ужиться с крысами, попугаями и осьминогами.
До новых встреч.
Автор: Даниил Ли
Комментарии (58)
maxstar
29.12.2024 13:26Неплохо: Только абзац после картинки заваливается : "Проблема заключается..."
Dm_Dm
29.12.2024 13:26Не все попугаи умные.
И да, обезьяна не может говорить, но может выучить язык человека. А вот попугай может ли? Хоть и разговаривает. Тут, похоже, у него аппаратный ускоритель мощный, а проорамма примитивная, в отличие от обезьян.
Light2046
29.12.2024 13:26Не все попугаи умные.
Мне кажется, абсолютно все попугаи и врановые умнее аналогичных птиц других видов схожего размера.
Из птиц у меня дома жили: мелкие волнистые попугаи, воробьи, корелла, амазонский попугай, дубонос, синица, рядом во дворе на улице жили курицы, утки, гуси. Могу точно сказать, что даже волнистый попугай и корелла намного умнее всех остальных не врановых и не попугайных птиц. Амазонский попугай очень сильно умнее и по интеллекту сравним с умной собакой. Я его даже научил паре трюков - вращение на 360 по команде, "дай лапу" и "принеси предмет".
Dm_Dm
29.12.2024 13:26У знакомых живет белое корело. Оно единственное что умеет - истошно орать при входе людей в комнату и биться в клетке. Про волнистых не понял, в чем они умные? Кажется, что-то типа нашего воробья.
А врановые умные, это да.
Light2046
29.12.2024 13:26Если ту кореллу изначально в детстве никак не развивали и не обучали, оно конечно вырастет тупым. Точно так же как люди - это называется эффект Маугли. Но в целом да, из всех попугаев кореллы где-то внизу по интеллекту.
Про волнистых не понял, в чем они умные? Кажется, что-то типа нашего воробья.
У меня было два воробья и три волнистых, волнистые точно поумнее будут, хотя до крупных попугаев и воронов им далеко. Например воробьи очень навряд ли смогут так:
proxy3d
29.12.2024 13:26Попугаи крупные могут использовать в правильном контексте выученные слова и даже частично соединять правильно фразы. На Ютубе было не мало таких видео. Когда попугай отвечал в рамках контекста и спрашивал. Хотя конечно до человека далеко ещё, но уже не мало. Но это наблюдается только у крупных попугаев, забыл породу и при том что с ними занимаются с пелёнок.
proxy3d
29.12.2024 13:26Но все зависит от вида птицы и как она развивалась. Голуби действительно тупые. Когда сделать визуализацию их вокализации , то там вообще примитив на уровне сверчков. Не понятно, почему они не развились даже в плане артикуляции речи.
vesowoma
29.12.2024 13:26Голуби действительно тупые
С городскими голубями очень интересно. Там одиночные особи тупые, но когда они в стае, то проявляют удивительные способности. Не просто узнают кормящего их человека (по одежде), но и ухитряются стартовать к месту предполагаемой кормежки еще не видя кормильца. Хотя скорее всего видят кормильца отдельные разведчики (?)
Еще они хорошо определяют прилет хищника, опять же стаей.
А вот в конце лета - начале осени жрут какую-то травку (похожа на спорыш, но не спорыш птичий) и бесстрашно бросаются под колеса
proxy3d
29.12.2024 13:26Под тупостью я имел ввиду их вокализацию "речи". Она очень скудная, на такой "язык" не построишь. Базовые сигналы да, но что то на уровне летучих мышей, нет.
Wesha
29.12.2024 13:26А у нас они (голуби) зимой греются вокруг местного аналога Вечного огня. У некоторых (тех, кого толпа затолкала вообще в огонь) даже перья подпалены.
avshkol
29.12.2024 13:26Да, интересно узнать, что существует ещё более оптимизированный мозг, чем человеческий... Хм, а если начать генно модифицировать ворону, чтобы увеличить её размеры, в т.ч. размеры мозга? Увеличить её до размера страуса, к примеру, и мозг соответственно. Летать не сможет, но на курсах python всех порвёт!..
Dm_Dm
29.12.2024 13:26Есть какие-то ограничения, какой-либо предел, иначе природа бы создала такой мозг и он бы всех победил, в том числе людей.
selivanov_pavel
29.12.2024 13:26Скорее всего, ограничения чисто технические: ворона с большой головой получит больше проблем от лишнего веса, который очень энергозатрато таскать по воздуху, чем преммуществ от возросшего интеллекта.
avshkol
29.12.2024 13:26Но если за возросший интеллект человеки начнут сытно кормить, размножать и использовать в тик-токах... Котэ и собакены подтвердят.
Kenya-West
29.12.2024 13:26Конечно, есть! По ТЗ нужно уметь летать и возить с собой в башке целую RTOS по обсчёту аэродинамических условий по десятку параметров с мгновенным безусловным реагированием. Ограничение - это требование полёта.
avshkol
29.12.2024 13:26Можем ли мы утверждать, что на промежутке в миллион лет эволюция не увеличит их в массе тела и мозга, и в обмен на потерю возможности летать, не даст им разумную птичью цивилизацию?
isden
29.12.2024 13:26Сдается мне, при такой плотной упаковке нейронов, там 1. будут проблемы с подводом питательных веществ и кислорода, 2. отвод продуктов жизнедеятельности, 3. отвод тепла.
Markscheider
29.12.2024 13:26если начать генно модифицировать ворону, чтобы увеличить её размеры, в т.ч. размеры мозга
Не стоит такие вещи перед новым годом озвучивать. Мало ли что...,
alexey_public
29.12.2024 13:26Пингвины сначала дружно замахали крылышками, потом вздохнули, повернулись и пошли ловить рыбу среди айсбергов.
Light2046
29.12.2024 13:26генно модифицировать ворону, чтобы увеличить её размеры, в т.ч. размеры мозга?
С другими животными это вроде бы не работает. Простое увеличение размеров пород собак, свиней, кроликов не приводит к росту интеллекта. Масса тела и масса мозга увеличиваются, но интеллектуальные способности - нет. Коэффициент энцефализации (соотношение массы тела и мозга) остаётся на одном уровне.
Shuraken007
29.12.2024 13:26Тут больше интересно - что если начать генно модифицировать человека - и уменьшать нейроны, повышая набивку и связи.
Sly_tom_cat
29.12.2024 13:26И мозг "изжарит" сам себя.
В нашем мозгу не только нейроны, нужно же их питать, удалять продукты жизнедеятельности и даже охлаждать. Больше нейронов - больше потребление больше "мусора"....
greefon
29.12.2024 13:26Разбираемся в особенностях строения мозга врановых / Хабр
Смысл статью пары лет давности слово в слово с хабра на хабр тащить?
CatScience Автор
29.12.2024 13:26
SargeT
29.12.2024 13:26Так это же действительно та же самая статья, только перекомпонованная и лишённая пары иллюстраций со строением мозга вранового и обезьяны.
proxy3d
29.12.2024 13:26Я не так давно пробовал изменить диапазон речи под человеческую: тон, форманты, темп речи. Сделал на сколько смог из имеющихся инструментов. В этом случае вместо кар мы уже слышим совсем другие звуки. И там явно более сложнее все.я сейчас так же разбираю степень развитости животных, включая ворон.
https://t.me/greenruff/1932?single
proxy3d
29.12.2024 13:26
Так же слуховая кора не особо отличается от человеческой у птиц. Те же слои.
https://t.me/greenruff/2004?single
Так что звуки они разделяют по тому же принципу что и мы в отдельные сигналы.
Что касается мозга то нейроны там во много раз плотнее. А вместо неокортексе там свой аналог, с тем же кол-во слоев. И на абстрактном уровне не такие уж огромные различия. Разница в деталях скорее, во вспомогательных зонах (которых у нас много). Например, у нас левое полушарие это цепочки нейронов в одном слое, а правое связи между слоями. У ворон например, там все как правое. Правое у нас как раз связано с абстрагированием, поэтому вороны отлично с этим справляются .
proxy3d
29.12.2024 13:26
Например тут я сравнивал степень развитости разных животных по сложности их артикуляции. Кошки оказались на удивление сильно развиты в артикуляции, но слабо развиты в детализации "речи".
https://t.me/greenruff/2009?single
А вот вороны неплохо.ищ минусов, я брал данные всех ворон, а надо брать воронов(чтоб сравнить, они умнее).
Аналогично, с попугаями была ошибка, так как смешал много пород попугаев, а они сильно отличаются. В среднем попугаи не особо , но опять же я брал всех. Надо брать конкретно отдельные виды и сравнивать.
Sly_tom_cat
29.12.2024 13:26Мне кажется, что после "мы всё-таки допрыгаемся до ядерной войны", всем придется плохо из за глобального похолодания. И вот тут у птиц есть действительно киллер-фича - свалить туда где потеплее по воздуху (т.е. быстро). Однако необходимость таскать в воздух свой мозг является и сильным ограничивающим фактором. Похоже вороны и некоторые попугаи действительно выжали максимум из того, что имеют и дальше там довольно трудно развивать. А на земле (отказавшись от полета) приходится отращивать ноги (страус, эму) иначе сожрут.
CatScience Автор
29.12.2024 13:26Есть и нелетающие попуги, называются какапо.
Вот рассказ об их близких родичах - попугаях кеа:
Однажды случилось то, чего европейцы просто не могли ожидать – они заставили попугая озвереть. Как и другие попугаи до приезда злостных колонизаторов в Южную Австралию и Новую Зеландию кеа был мирным и добродушным вегетарианцем. Питался фруктами, орехами, семенами, а потом увидел их – овец. Безобидный попугай осознал, что всю жизнь пребывал в заблуждении, на самом деле его призвание в поедании молоденьких барашков.Сначала они обходились тем, что оставалось около скотобоен, а затем возмужали и принялись добивать слабых и больных овец. Потом и вовсе решили, что здоровая овца по крылу доблестным пернатым воинам – садились прям на спину жертвы и как давай рвать ее своих острым клювом.Кровь хлещет в разные стороны, овца в панике, начинает метаться, но злостный хищник не отступает. Кеа выматывает свою жертву, нередко в попытках избавиться от маньяка овца падает со скал и разбивается, чем упрощает задачу пернатым. Вот она слаженная работа милых горных попугайчиков размером с ворону.Почему он внезапно обратил внимание на ходячий под ногами шашлык не ясно. Их близкие предки продолжают уплетать фрукты. А кеа не хочет возвращаться к жизни без баранины, еще и пиво иногда пробует у людей отхватить.Кто же это такой кеа? Кеа - крупный вид попугая, который относится к роду Стригопидеа (Новозеландский попугай), подвид Нестор. Является эндемическим видом Новой Зеландии и находится под угрозой вымирания.Предок кеа и какапо отделился от других попугаев примерно 18-19 миллионов лет назад. В отличие от своих дальних сородичей какапо, кеа отлично летает и приспособился к новым соседям. Уникален тем, что является единственным горным попугаем. Ведет как дневной, так и ночной образ жизни.Населяют горы, лесные долины с крутыми склонами и буковые леса, сезонно посещают кустарниковые заросли и альпийские луга. Встречаются и вокруг среды обитания человека, особенно у горнолыжных домиков, туристских отелей и у кемпингов.Размножаются кеа в пещерах. Там проходит яйцеклад, роды и выкармливание птенцов. Это единственный попугай, живущий и производящий потомство на высоте 1500 метров над уровнем моря и выше. Живут в среднем около 50 лет.Есть у них еще одна примечательная особенность. Кеа чертовски умные птицы – они легко обучаются, решают логические задачи, различают цвета и обладают отличной памятью. Обезьяны не смогли пройти все те испытания, которые с легкостью преодолели кеа. За тем, как они отлично работают в команде мы проследили в начале статьи. Остаётся лишь надеяться, что эти попугайчики не захотят попробовать человечинки.
Sly_tom_cat
29.12.2024 13:26Ну не летающих то птиц много. Есть даже киви, только вот киви вытеснена в полуночной образ жизни и вынуждена была стать довольно мелкой в ходе своей наземной эволюции.
Ivnika
Интересно читать, спастибо! Но сильно не хватает примеров исследований, конкретных результатов, выводов
NickDoom
Ага, приятный
субботнийсуперсубботний краткий дайджест :) После суперпятницы с её супербаталиями — самое оно :) но немного кажется маловато, это да :)ermouth
Например DOI 10.1163/1568539X-00003316, New Caledonian crows (Corvus moneduloides) attend to barb presence during pandanus tool manufacture and use.
Из абстракта оттуда: ”New Caledonian crows craft wooden hook tools and incorporate naturally occurring barbs into the leaf tools that they manufacture.”
То-есть у них и материальная культура есть, и даже производственная.
nin-jin
Как раз на днях запустил поисковик научных статей: https://science.hyoo.ru/#!area=NEUR/query=title(crow)/open=true/service=sciencedirect
Обратите внимание, что DOI легко резолвится через doi.org, так что лучше давать ссылку на него.
ermouth
Прекрасно. Цитируемость бы ещё… И дату…
nin-jin
Добавил, но индекс цитирования есть лишь на скопусе, а там нет этой статьи: https://science.hyoo.ru/#!area=NEUR/query=crow/open=true/place=TITLE/service=scopus
proxy3d
Там у многих птиц развита речь а разной степени. По-моему первенство сейчас у летучих мышей.
https://www.nature.com/articles/srep39419
Andrey4141
летучие мыши не относятся к птицам, это млекопитающие
proxy3d
Вы правы, даже не подумал об этом. Теперь стало ещё интересней, мозг у них пошел по пути млекопитающих или же по пути птиц. Не влияет ли размер особи, полеты как катализатор развития иной структуры мозга или их зон. Спасибо, что напомнили про рукокрылых.
proxy3d
https://www.nature.com/articles/s41467-022-33360-3?fromPaywallRec=false
Ядро-слияние
интересное изучение речи воробьев (они же японские синицы)
О том, различают ли те слияние звуков или каждый по отдельности.
Если проще, то развились ли у них механизм словослияния для образования новых слов. Например НОСОРОГ, это НОС и РОГ. На примере человека, если мы по разному реагируем на НОС и РОГ раздельно сказанные двумя разными особями отличие от слитного НОСОРОГ одной особи - значит словообразование у животного развито
proxy3d
Про ворон.
Была статья на NYTimes где как раз речь была о том, что вороны около 17 лет передают информацию об обиде остальным воронам. То есть они из поколения в поколения передают описание обидчика, чтобы другие на него нападали.
https://www.nytimes.com/2024/10/28/science/crows-grudges-revenge.html?searchResultPosition=1
Само исследование
https://www.researchgate.net/publication/223261147_Lasting_Recognition_of_Threatening_People_by_Wild_American_Crows
Wesha
B.F. Skinner и его эксперименты с голубями
Текстовый оригинал