Door Steijn van Schie - FOTO: IMAGESELECT - 03-10-2020 - Zoölogie
De jacht op muizen vergt voor een kerkuil heel wat hersenkracht; hun breinarchitectuur lijkt op sommige punten dan ook op die van zoogdieren.
De indrukwekkende cognitie van vogels hebben ze mogelijk te danken aan een hersenstructuur die qua organisatie sterk lijkt op de cortex van zoogdieren.
De architectuur van het neurale netwerk in de voorhersenen van vogels lijkt verdacht veel op die van de cortex van zoogdieren. Mogelijk verklaart het de uitmuntende hogere cognitieve prestaties waartoe dieren uit beide taxa in staat zijn. Dat schrijven Duitse biologen 25 september in Science. In een gelijktijdige publicatie in datzelfde tijdschrift bevestigt een ander Duits onderzoeksteam dat cognitie bij zwarte kraaien inderdaad zetelt in die voorhersenen: ze zitten tjokvol neuronen die bij ingewikkelde taakjes fanatiek beginnen te vuren. Of de neurale architectuur voor al die rekenkracht in basis al aanwezig was in de gezamenlijke voorouder van vogels en zoogdieren, of dat hier sprake is van convergente evolutie, blijft voorlopig onduidelijk.
Piepklein
Vooruitdenken, ingewikkelde puzzels oplossen, gereedschap maken en zichzelf herkennen in de spiegel; het is geen geheim dat gecompliceerd gedrag van vogels niet onder doet aan dat van zoogdieren. Dat hun piepkleine brein daar geen obstakel in vormt, was ook al bekend: vogelhersenen bevatten per gram breingewicht meer zenuwcellen dan zoogdierhersenen ( PNAS , 2016). Ook op andere vlakken is de gelijkenis tussen vogel- en zoogdierbrein in eerste instantie ver te zoeken. Waar de voorhersenen van vogels van de buitenkant glad zijn en kernen bevatten waarin clusters van neuronen gehuisvest zijn, kent de cortex juist een geribbelde, zeslaagse structuur. Hoewel er al langer aanwijzingen zijn dat de interne bedrading misschien wél meer op elkaar lijkt, is de publicatie in Science de eerste die dit zo gedetailleerd in kaart brengt voor de gehele voorhersenen.
Bedrading
De Duitse biologen doen dat met gepolariseerd licht, en reconstrueren hoe de uitlopers van de zenuwcellen in de voorhersenen van duiven en kerkuilen ten opzichte van elkaar liggen. Vooral de bedrading van het zogeheten hyperpallium lijkt verdacht veel op die van diens homoloog in zoogdieren: de neocortex. De zenuwceluitlopers zijn op een vergelijkbare manier georganiseerd: ze lopen parallel aan elkaar en staan via lange projecties in contact met de andere delen van het brein. Deze zogeheten microcircuits zijn mogelijk de rekenkracht van de hersenen en verwerken informatie waarschijnlijk op een vergelijkbare manier als bij zoogdieren.
Elegant
‘Het zijn elegante en kwalitatief sterke studies van vooraanstaande wetenschappers in dit veld’, vertelt Sanne Moorman, cognitief neurobioloog bij de Universiteit Utrecht. ‘Niet eerder zijn de verbindingen in de gehele voorhersenen van vogels zo volledig opgetekend. Tegelijkertijd is het riskant om te concluderen dat vogels hun hogere cognitieve vermogens te danken hebben aan die cortex-achtige structuur. Vorm en functie hoeven niet iets met elkaar te maken te hebben.
‘Kijk bijvoorbeeld naar de studie met de zwarte kraaien’, vervolgt Moorman. ‘De neurale activiteit die na een uitermate slim ontworpen en ingewikkeld taakje tot stand komt – en zou moeten wijzen op hogere cognitie –, vindt precies plaats in een subgebied van de voorhersenen dat juist níet die cortex-achtige structuur heeft. Het laat nog maar eens zien dat, ondanks deze interessante bevindingen, het brein nog genoeg mysteries kent.’