Что уникальное строение мозга слонов говорит об их умственных способностях
До недавнего времени о мозге слонов было известно очень мало, в основном из-за сложности получения хорошо сохранившихся образцов для микроскопических исследований. Прорыв произошел благодаря работе нейробиолога Пола Мэнджера из Университета Витватерсранда (ЮАР), который в 2009 году получил разрешение на извлечение и сохранение мозгов трех африканских слонов, запланированных к отстрелу для управления популяцией. Это позволило узнать о мозге слона за последние 10 лет больше, чем когда-либо прежде.
Исследование, проведенное в 2009-2011 гг. в сотрудничестве с П. Мэнджером, антропологом Четом Шервудом и нейробиологом Патриком Хофом, было направлено на изучение формы и размера нейронов в коре головного мозга слонов.
Как изучают нейроны
Для визуализации нейронов использовался метод окрашивания Гольджи, которому более 125 лет. Этот метод окрашивает лишь небольшой процент нейронов, позволяя четко увидеть дендриты (ветви) клеток, которые получают и обрабатывают информацию от других нейронов. Чем сложнее дендритная система, тем больше информации может обработать нейрон. В этом исследовании было отслежено 75 слоновьих нейронов, на каждый из которых ушло от одного до пяти часов.
Чем уникальны нейроны слона
Анализ показал, что архитектура коры головного мозга слона радикально отличается от любой другой изученной млекопитающих, включая ближайших родственников — ламантина и дамана.
Три ключевых отличия:
- Пирамидальные нейроны, доминирующие в коре млекопитающих, у слонов имеют иную структуру. Вместо одного длинного апикального дендрита (как у ели), апикальные дендриты у слонов широко ветвятся по мере подъема к поверхности мозга, напоминая две человеческие руки, тянущиеся вверх.
- У слонов наблюдается гораздо большее разнообразие типов корковых нейронов, чем у других видов. Некоторые из них, например, уплощенные пирамидальные нейроны, не встречаются у других млекопитающих. Их дендриты простираются на большое расстояние в стороны от тела клетки.
- Общая длина дендритов пирамидальных нейронов у слонов примерно такая же, как у людей, но они расположены иначе. У человека много коротких ветвей, а у слона — меньшее количество, но гораздо более длинных. Если дендриты приматов настроены на получение очень точной информации, то конфигурация у слонов предполагает сбор очень широкого спектра данных из множества источников.
Значение для когнитивных способностей
Эти морфологические особенности позволяют предположить, что нейроны в коре слона могут синтезировать более широкий спектр информации, чем корковые нейроны других млекопитающих.
С точки зрения познания, интегративная корковая система слонов поддерживает идею о том, что они по своей сути являются созерцательными животными. Мозг приматов, для сравнения, кажется специализированным для быстрого принятия решений и реакции на стимулы окружающей среды.
Наблюдения за слонами в естественной среде обитания (например, доктора Джойс Пул) показывают, что слоны действительно вдумчивы, любознательны и неторопливы. Их большой мозг с таким разнообразным набором сложных, взаимосвязанных нейронов, по-видимому, обеспечивает нейронную основу для развитых когнитивных способностей слонов, включая социальную коммуникацию, создание и использование орудий, творческое решение проблем, эмпатию и самоузнавание (включая теорию сознания).
Уникальная морфология корковых нейронов слона напоминает, что существует не один способ создать интеллектуальный мозг.