Ukuran otak versus ukuran tubuh dan akar kecerdasan

Perilaku yang kita anggap cerdas anehnya lazim di dunia hewan. Hewan dengan otak yang sama sekali berbeda dari kita – sejenis gurita dan burung yang berbeda – berurusan dengan alat, untuk memberikan satu contoh saja. Tampaknya jelas bahwa otak membutuhkan tingkat ukuran dan kecanggihan tertentu untuk mengaktifkan kecerdasan. Tetapi mencari tahu mengapa beberapa spesies tampaknya memiliki kecerdasan sementara spesies yang berkerabat dekat tidak sulit — sangat sulit sehingga kita tidak benar-benar memahaminya.

Salah satu ide paling sederhana adalah bahwa ukuran adalah segalanya: Anda memiliki otak yang cukup besar, dan setidaknya Anda memiliki kemampuan untuk menjadi pintar. Tetapi banyak burung tampak cukup cerdas meskipun otaknya kecil – mungkin karena itu merayapi lebih banyak neuron pada ukuran tertentu dibandingkan spesies lain. Beberapa peneliti lebih menyukai gagasan bahwa kecerdasan berasal dari memiliki otak yang besar untuk ukuran tubuh Anda, tetapi buktinya ada sedikit campur.

Minggu ini tim peneliti menerbitkan sebuah makalah di mana mereka berpendapat bahwa jawabannya adalah sedikit dari keduanya: masalah ukuran relatif dan absolut ketika datang ke otak. Mereka berpendapat bahwa pendekatan khusus untuk perkembangan otak membantu memberdayakannya.

Apa yang membuat kecerdasan?

Untuk mempelajari apa yang membuat kecerdasan, Anda perlu mendefinisikan kata. Ini bisa menjadi hal yang licin untuk dihancurkan. Kita semua tahu (dan/atau) orang-orang yang brilian dalam beberapa keadaan tetapi bodoh dalam keadaan lain. Demikian juga, hewan mungkin terlibat dalam penggunaan alat tetapi tidak dapat mengetahui bagaimana menemukan jalan di sekitar rintangan sederhana. Jadi mendefinisikan kecerdasan dengan cara yang berbeda dapat menghasilkan jawaban yang berbeda mengenai apakah jenis tertentu memenuhi syarat atau tidak.

Untuk karya ini, fokusnya adalah pada fasilitas mental burung. Para peneliti telah mendefinisikan kecerdasan sebagai inovasi atau kecenderungan untuk menunjukkan perilaku baru. (Burung hantu harus dikeluarkan dari penelitian karena perilaku mereka sulit untuk diamati.) Jumlah makalah yang melaporkan perilaku inventif dinormalisasi dengan membaginya dengan jumlah total makalah yang menggambarkan perilaku apa pun dalam suatu spesies untuk menyesuaikan fakta bahwa beberapa hanya dipelajari lebih baik daripada yang lain.

Para peneliti kemudian membandingkan ini dengan fitur otak dengan tiga pertanyaan dalam pikiran. Salah satunya adalah apakah kecerdasan terkait dengan wilayah tertentu di otak — khususnya wilayah yang disebut pallium pada burung, yang tampaknya menangani banyak fungsi yang sama dengan neokorteks pada manusia. Area ini, antara lain, adalah tempat otak mengintegrasikan informasi sensorik dan merencanakan aktivitas.

Dengan memanfaatkan sistem yang memungkinkan mereka menghitung jumlah neuron yang ada di berbagai wilayah otak, peneliti dapat menguji apakah kecerdasan berkorelasi dengan ukuran otak secara keseluruhan, dengan pallium secara khusus, atau dengan rasio ukuran otak terhadap ukuran tubuh. . Tim peneliti juga dapat melihat sejarah evolusi otak pada spesies cerdas dan mencoba memahami bagaimana asosiasi yang mereka temukan muncul.

Por qué no los dos?

Secara umum, otak yang lebih besar berarti perilaku yang lebih kompleks. Para penulis menyimpulkan bahwa “jumlah neuron di seluruh otak berkorelasi positif dengan kecenderungan inovasi perilaku, terutama inovasi teknis yang seharusnya membutuhkan kognisi yang lebih maju.” Tetapi mengendalikan ukuran tubuh menunjukkan bahwa ukuran relatif otak masih penting. Jika suatu spesies memiliki lebih banyak neuron daripada yang Anda harapkan berdasarkan ukuran tubuhnya, kemungkinan besar ia terlibat dalam perilaku kompleks.

Para peneliti menyarankan bahwa kita cenderung untuk melihat ini sebagai situasi baik / atau – itu harus berupa volume otak total atau rasio otak-ke-tubuh. Dengan mempersiapkan analisis kami untuk membandingkan keduanya, kami membatasi kemampuan kami untuk menentukan bahwa kedua korelasi tersebut tampak benar secara bersamaan. Ketika wilayah otak tertentu dianalisis secara independen, pallium adalah wilayah terpenting yang terkait dengan perilaku burung yang kompleks. Otak kecil juga berkontribusi, tetapi pada tingkat yang lebih rendah.

Konsisten dengan kesimpulan umum, jumlah neuron di pallium meningkat dengan ukuran otak absolut dan volume otak relatif terhadap ukuran tubuh. Neuron serebelar meningkat secara signifikan sebagai fungsi ukuran otak absolut. Tidak ada pola yang jelas dalam jumlah neuron di batang otak.

Corvid dan burung beo terkenal memiliki beberapa perilaku paling kompleks di dunia burung. Menganalisis mereka secara terpisah, para peneliti menunjukkan bahwa jumlah neuron berbanding lurus dengan ukuran tubuh – jauh lebih cepat daripada kelompok burung lainnya. Bagaimana tipe-tipe ini berakhir dengan jumlah neuron yang luar biasa besar? Mereka cenderung memiliki periode pertumbuhan yang lebih lama setelah menetas, kali ini digunakan untuk memobilisasi lebih banyak neuron ke dalam pallium. Burung beo cenderung terus menghasilkan neuron untuk waktu yang lebih lama, dan neuron tidak matang secepat neuron lainnya.

Jelas kami ingin melakukan analisis serupa dengan kelompok selain burung untuk melihat apakah ini aturan umum atau bagaimana burung menghasilkan spesies dengan kecerdasan yang beragam. Namun, bahkan jika hasil ini merupakan indikasi umum dari “bagaimana”, itu benar-benar tidak membantu kita menjawab “mengapa?” Para peneliti menyarankan bahwa burung beo cenderung menjadi burung terbesar dan berumur panjang. Oleh karena itu, waktu penghargaan untuk memiliki perangkat mental yang berkembang dengan baik lebih lama, bahkan jika perlu waktu lebih lama untuk mengembangkan perangkat ini.

Yang tampaknya cukup berlawanan dengan intuisi sampai Anda mulai memikirkan pengecualian. Gagak seperti gagak dan gipsi baru berusia sekitar tujuh tahun, namun beberapa masih mampu melakukannya sangat canggih perilaku. Jays bukanlah burung yang sangat besar. Dan banyak burung besar yang berumur panjang tidak memiliki perilaku yang menunjukkan kecerdasan. Jadi meskipun ini terus berlanjut, banyak yang tidak kita ketahui tentang mengapa beberapa hewan menjadi cerdas.

Lingkungan alam dan evolusi2022. DOI: 10.1038 / s41559-022-01815-x (Tentang DOI).