與目標(biāo)導(dǎo)向行為和認(rèn)知相關(guān)的鳥腦中的神經(jīng)元細(xì)胞類型與哺乳動(dòng)物新皮層中的細(xì)胞類似，哺乳動(dòng)物新皮層是大腦外表面上發(fā)生大多數(shù)高階處理的大型分層結(jié)構(gòu)。

芝加哥大學(xué)的科學(xué)家在本周發(fā)表在“當(dāng)代生物學(xué)”雜志上的一項(xiàng)新研究中表明，鳥腦中的一些神經(jīng)元形成相同類型的電路，并具有與能夠在哺乳動(dòng)物不同區(qū)域之間建立連接的細(xì)胞相同的分子特征。新皮質(zhì)。研究人員發(fā)現(xiàn)短吻鱷也分享這些細(xì)胞類型，這表明雖然哺乳動(dòng)物，鳥類和爬行動(dòng)物的大腦具有非常不同的解剖結(jié)構(gòu)，但它們使用相同的共享腦細(xì)胞類型。

“鳥類比你想象的更聰明，而且他們做的很聰明。所以，問(wèn)題是：他們使用什么樣的大腦電路?”Uchicago神經(jīng)生物學(xué)教授，該研究的高級(jí)作者Clifton Ragsdale博士說(shuō)。“這項(xiàng)研究顯示，他們使用相同的細(xì)胞類型，我們?cè)谛缕又锌吹降南嗤愋偷倪B接，但組織方式卻截然不同。”

哺乳動(dòng)物新皮層和鳥腦中的結(jié)構(gòu)稱為背側(cè)心室脊(DVR)，從稱為端腦的胚胎區(qū)域發(fā)展而來(lái)。然而，這兩個(gè)區(qū)域成熟為非常不同的形狀。新皮質(zhì)由六個(gè)不同的層組成，而DVR包含稱為細(xì)胞核的大簇神經(jīng)元。

由于這種不同的解剖結(jié)構(gòu)，許多科學(xué)家提出鳥DVR不對(duì)應(yīng)于哺乳動(dòng)物皮層，而是類似于另一種稱為杏仁核的哺乳動(dòng)物腦結(jié)構(gòu)。

2012年，Ragsdale和他的團(tuán)隊(duì)證實(shí)了加州大學(xué)圣地亞哥分校神經(jīng)科學(xué)家Harvey Karten提出的50年前的假設(shè)，他提出DVR與新皮層表現(xiàn)出類似的功能，但解剖結(jié)構(gòu)卻截然不同。在該研究中，UChicago的研究人員將哺乳動(dòng)物新皮質(zhì)的“輸入”和“輸出”神經(jīng)元的遺傳標(biāo)記與幾種鳥類DVR細(xì)胞核中表達(dá)的基因進(jìn)行了匹配。

In the new study, led by graduate student Steven Briscoe, the team found that other populations of neurons in the bird DVR share molecular signatures with neocortical intratelencephalic cells, or IT neurons. These IT neurons form a critical link in the circuitry of the neocortex. They help communicate between different neocortical layers and across cortical areas from one side of the brain to the other. The team then extended their work frombirdsto reptiles and identified IT neurons in a similar place in the alligator DVR.

布里斯科說(shuō)：“鳥類DVR的結(jié)構(gòu)看起來(lái)與哺乳動(dòng)物新皮質(zhì)無(wú)關(guān)，這在歷史上一直是比較神經(jīng)科學(xué)中的一個(gè)大問(wèn)題。”“Anatomists已經(jīng)討論了如何比較DVR和新皮質(zhì)超過(guò)一個(gè)世紀(jì)，我們?cè)邙BDVR中識(shí)別IT神經(jīng)元有助于解釋這種不同的大腦結(jié)構(gòu)如何產(chǎn)生類似的行為。”

該研究表明，鳥類和靈長(zhǎng)類動(dòng)物獨(dú)立進(jìn)化智能的可能性很大，開發(fā)了大量不同的大腦結(jié)構(gòu)，但從相同的細(xì)胞類型開始。

“輸入細(xì)胞類型，輸出細(xì)胞類型和內(nèi)部細(xì)胞類型都是保守的。它們不僅存在于我們所知的哺乳動(dòng)物中，而且存在于非鳥類爬行動(dòng)物中，如鱷魚和鳥類爬行動(dòng)物，或鳥類，”Ragsdale說(shuō)。“它開始澄清進(jìn)化的地方和方式，我們得到了這個(gè)奇妙的結(jié)構(gòu)，即新皮質(zhì)。”