鸟类如何维持更多脑细胞
本报讯鸟类有令人印象深刻的认知能力，有些鸟甚至表现出了高水平的智力。与同等大小的哺乳动物相比，鸟类大脑有更多神经元。
那么，鸟类如何维持更多脑细胞呢？科学家发现，其秘诀是它们的神经元需要更少的葡萄糖“燃料”。相关研究近日发表于《当代生物学》。
“最让我们惊讶的不是神经元本身消耗的葡萄糖更少——这可以通过神经元大小的差异来预测。”德国波鸿鲁尔大学的KayavonEugen说，“而是差异如此之大，但大小不可能是唯一的影响因素。这意味着鸟类大脑中一定有其他东西，使它们能够保持这么低的燃料成本。”
研究人员解释说，2016年的一项里程碑式研究表明，与大小相同的哺乳动物相比，鸟类大脑拥有更多神经元。由于大脑通常由能量消耗巨大的组织构成，这就提出了一个关键的问题：鸟类是如何支持这么多神经元的？
为了回答这个问题，Eugen和同事开始借助鸽子研究鸟类神经元的能量预算。他们使用成像方法估计了鸟类的葡萄糖代谢，并使用建模方法计算其大脑的代谢率和葡萄糖消耗。
研究发现，鸽子清醒时大脑消耗的葡萄糖仅为每100克每分钟27.29±1.57μmol，平均为哺乳动物大脑的1/3。这说明鸟类大脑的能量消耗出奇的低，尤其是与哺乳动物相比。
换句话说，出于现在还不清楚的原因，鸟类神经元所需燃料成本更低。
Eugen说，这种差异可能与鸟类较高的体温或其大脑的特定布局有关。鸟类大脑平均而言比哺乳动物的大脑小，前者保持着令人印象深刻的能力，部分原因可能是它们的神经元数量更多但运行成本更低。
“我们的发现，解释了鸟类如何能够在不影响处理能力的情况下，支持如此多的神经元。”Eugen说，“在鸟类和哺乳动物漫长的平行进化过程中，鸟类进化出了更小的大脑，拥有大量的神经元，能够实现高级认知行为。看起来，鸟类各种特征的综合效应——小神经元、高体温和鸟脑特定布局可能使其神经元能更高效处理信息，这意味着弱小神经元具有先进的处理能力。”
研究人员表示，他们现在想更多地了解鸟类神经元是如何消耗更少葡萄糖的。虽然他们对相关工作原理有了一些想法，但还需要进一步研究和测试以揭示“鸟类获得如此高的神经元处理效率的确切机理”。（冯维维）
相关论文信息：
https://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2022.07.070