Loài chim không có vỏ não mới (ở người, vỏ não mới tham gia tái tạo cảm xúc và các quá trình nhận thức), tuy nhiên, một cấu trúc chưa được biết đến đầy đủ trong não chim đảm nhận chức năng của vỏ não mới.
Các nghiên cứu trong những năm gần đây chứng tỏ loài chim có khả năng chế tạo dụng cụ, thậm chí hiểu được các khái niệm trừu tượng. Tuy nhiên, hiện tượng thiếu vắng vỏ não mới ở loài chim đã khiến các nhà khoa học ngạc nhiên.
Trong bài báo khoa học công bố trên tạp chí Science (Mỹ), các nhà khoa học ở ĐH Ruhr – Bochum (Đức) cho biết, họ đã phát hiện mạng lưới các hệ thống vi mô, chưa từng được biết đến, trong não chim.
Mạng lưới này có thể đảm nhiệm các chức năng tương tự như vỏ não mới của động vật có vú. Trong một nghiên cứu độc lập khác, các nhà khoa học ở ĐH Tubingen (Đức) cho rằng, mạng lưới này có liên quan đến nhận thức và suy nghĩ.
Cấu trúc não chim
Nhóm nghiên cứu dưới sự dẫn dắt của nhà khoa học Martin Stacho (ĐH Ruhr – Bochum) đã nghiên cứu phần não trước – phần não kiểm soát nhận thức của chim. So sánh sơ bộ 2 bộ não động vật có vú và chim cho thấy chúng không có điểm gì chung nhưng theo Stacho “chim và động vật có vú có nhiều khả năng nhận biết như nhau”.
Để tìm hiểu bằng cách nào não chim trợ giúp khả năng nhận biết, Stacho và các cộng sự đã nghiên cứu các mảnh cắt vi mô từ 3 bộ não chim bồ câu thông qua hình ảnh 3 chiều trong ánh sáng phân cực.
Kỹ thuật với độ phân giải cao này đã giúp các nhà khoa học phân tích các mạch thần kinh trong khu vực não trước – gọi là pallium, được xem là rất giống với vỏ não mới của động vật có vú. Mặc dù pallium không có 6 lớp như vỏ não mới, nhưng nó có các cấu trúc đặc trưng, liên kết với nhau bởi các sợi thần kinh dài.
Các nhà khoa học đã so sánh hình ảnh nhận được với hình ảnh não của chuột, khỉ và người. Phân tích cho thấy, các sợi thần kinh được tổ chức theo cách tương tự như trong vỏ não động vật có vú.
Các nhà nghiên cứu cũng hình ảnh hóa mối liên kết giữa các nơron trong não bộ của hai loài chim khá xa nhau là bồ câu và cú. Họ cũng phát hiện các mạch thần kinh trong khu vực nhận cảm (giác quan) tương tự như trong vỏ não mới của động vật có vú.
Các nhà nghiên cứu cho rằng, chính cấu trúc thần kinh như vậy (liên kết giữa các cấu trúc) có thể giải thích tại sao chim chóc có khả năng nhận biết như động vật có vú.
Nghiên cứu nhận thức của quạ
Nhóm các nhà sinh học thần kinh ở ĐH Tubingen đã đo các tín hiệu não quạ và họ thấy rằng loài quạ có trải nghiệm chủ quan. Đồng thời, căn cứ vào các hành vi được ghi nhận và hoạt động não bộ của quạ, nhóm nghiên cứu thấy rằng quạ có khả năng nhận biết các kích thích giác quan.
Cho đến nay, kiểu nhận thức này chỉ được quan sát thấy ở người và các loài linh trưởng khác – những loài động vật có cấu trúc não khác với loài chim.
“Kết quả nghiên cứu của chúng tôi mở ra cách nhìn khác đối với tiến hóa nhận thức và hạn chế sinh học thần kinh của tiến hóa” – Giáo sư Andreas Nieder, Trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết như vậy.
Đối với con người và “họ hàng gần gũi” của con người, khả năng nhận biết được định vị trong vỏ đại não. Từ nhiều năm nay, các nhà khoa học cố gắng tìm hiểu xem các động vật với cấu trúc não hoàn toàn khác, có khả năng nhận thức hay không. Tuy nhiên, cho đến nay, không có bất kỳ dữ liệu thí nghiệm nào khẳng định điều đó.
Để theo dõi quá trình nhận thức ở loài chim, các nhà khoa học ở ĐH Tubingen đã huấn luyện hai con quạ 1 tuổi để chúng ra dấu hiệu bằng đầu khi phát hiện tín hiệu kích thích trên màn hình đặt trước chúng.
Phần lớn các kích thích là đơn trị - trong các lần thử nghiệm, hoặc là xuất hiện các hình sáng màu, hoặc là không xuất hiện hình nào cả. Các con quạ đã phát tín hiệu chính xác đối với trường hợp có hoặc không có kích thích.
Các nhà nghiên cứu cũng tạo ra khó khăn. Một số hình ảnh được chiếu lên màn hình có độ sáng yếu. Trong trường hợp có kích thích như vậy, các con quạ đôi lúc chứng tỏ chúng nhìn thấy hình ảnh, đôi lúc không. Ở đây xuất hiện vai trò nhận thức chủ quan của quạ.
Nhận thức của chim chóc
Trong thời gian tham gia thí nghiệm, những con quạ phản ứng với các kích thích thị giác. Các nhà nghiên cứu cũng đồng thời ghi nhận hoạt động của từng tế bào thần kinh trong não quạ, thông qua các điện cực cấy vào não.
Trên cơ sở hoạt động của các tế bào thần kinh đó, các nhà khoa học dự đoán phản ứng chủ quan của quạ đối với kích thích. “Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy, các tế bào thần kinh với mức tái tạo cao chịu tác động của các yếu tố chủ quan” – Giáo sư Nieder cho biết.
Như vậy, trong lịch sử tiến hóa, sự khởi đầu của nhận thức có thể xuất hiện sớm hơn và phổ biến hơn trong thế giới động vật so với giả định trước đây.
“Tổ tiên chung cuối cùng của người và quạ sống cách nay khoảng 320 triệu năm. Có thể, nhận thức đã hình thành từ lúc đó và chuyển giao từ thế hệ này sang thế hệ khác, cho tới ngày nay” – Giáo sư Nieder nhấn mạnh.
Một kịch bản thay thế khác cho rằng, nhận thức ở các loài khác nhau phát triển hoàn toàn độc lập với nhau.
“Trong mọi trường hợp, khả năng nhận thức có thể được thực hiện trong các bộ não với cấu trúc khác nhau và không phụ thuộc vào vỏ đại não” – Giáo sư Nieder cho biết.
