گربهدوستان از این نفرت خواهند داشت: پژوهشهای جدید نشان میدهد که تعداد سلولهاي عصبی قشر مغز گربه تقریباً نصف تعداد سلولهاي عصبی قشر مغز سگ است.
گربهدوستان از این نفرت خواهند داشت: پژوهشهای جدید نشان میدهد که تعداد سلولهاي عصبی قشر مغز گربه تقریباً نصف تعداد سلولهاي عصبی قشر مغز سگ است. از آنجا که این بخش مغز امکان شناختهای پیچیده و گوناگون را فراهم میکند، انتظار میرود تواناییهای شناختی سگها بهتر از گربهها باشد.
اگرچه مربیان و صاحبان حیوانات اغلب همعقیدهاند که، به احتمال زیاد، سگها گنجینۀ رفتاری غنیتری دارند و تواناییشان در حل مسئله بیشتر از گربههاست، شواهد موجود نظاممند نیست و قطعیت به مراتب کمتری دارد. علت این است که ثابت شده شمردن سلولهاي عصبی در مغز (با تهیۀ سوپ آنها) به مراتب سادهتر از تعیین عددی برای رفتار و شناخت به منظور مقایسۀ آنها در گونههای متنوع است.
با این حال، تعداد سلولهاي عصبی قشرمغز بیانکنندۀ ماجرایی منطقی و روشن بوده است. تعداد سلولهاي عصبی قشر مغز در انسانها به مراتب بیشتر از دیگران است، اگرچه اندازۀ قشر مغز آنها بسیار کمتر از بزرگترین اندازۀ موجود است: مثلاً تعداد سلولهاي عصبی قشرمغز فیل افریقایی تنها یک سوم (یعنی 5.6 میلیارد) قشرمغز انسان است (که به طور میانگین 16 میلیارد سلول عصبی دارد) و با این حال دو برابر کوچکتر از قشرمغز فیل است. در حال حاضر، جایگاه دوم مربوط به گوریلها و اورانگوتانهاست، با 8 تا 9 میلیارد سلول عصبی)؛ شامپانزهها، با 6 تا 7 میلیاردسلول عصبی، جایگاه سوم را از نظر «بیشترین تعدادسلول عصبی در قشر مغز» دارند.
اختلاف بین بیشترین تعدادسلول عصبی در قشرمغز و بزرگترین قشر مغز به علت تفاوتهای نخستیها (شامل خودمان) به لحاظ فرگشت با همۀ دیگر پستانداران غیرنخستی است که تا به حال بررسی شدهاند. اگرچه به نظر میرسد پستانداران اولیه به قشر مغز خودشان سلولهاي عصبی افزودهاند و قشرمغزشان نیز روز به روز بزرگتر شده است، ظهور نخستیها در سیاره با چندین تفاوت همراه بود که شامل ناخنهای تخت (به جای پنجه)، دید دوچشمی، وسلولهاي عصبیای بود که دیگر با افزایش تعداد، بزرگتر نمیشدند. در نتیجه، در طول فرگشت، اندازۀ مغز غیرنخستیها، همزمان با افزایش تعدادسلولهاي عصبی قشرمغزشان، با سرعت بسیار بیشتری از مغز نخستیها زیاد میشود.
، هشت گونۀ گوشتخوار را که از مغزشان سوپ درست كرده اند تا تعدادسلولهاي عصبیشان را بشمارند،مورد بررسي قرار ميگيرند. سادهترین انتظار این بود که وزن مغزهای این مجموعۀ جدید گونهها ــ شامل راسو، خدنگ راهراه، گربه، راکون، سگ، کفتار، و خرس قهوهای ــ باید مشابه مغز همۀ غیرنخستیهای دیگر باشد. از سوی دیگر، گوشتخواران بزرگ، مثل شیر، حیوانات بزرگ را شکار میکنند، که ممکن است اقتضائات شناختی بیشتری نیاز داشته باشد تا هوش این حیوان بیشتر از هوش شکاری باشد که پاهای بلندتری دارد و سریعتر از آن میدود. البته، حیوانات دیگر، مثل سگ و گربه، هزاران سال است که اهلی میشوند، و اغلب چنین فرض میشود که این کار سبب تغییر رابطۀ بین مغز و اندازۀ بدن شده است، به گونهای که اندازۀ مغز به نسبت اندازۀ فرضی بدن کوچکتر باشد (یا اندازۀ بدن به نسبت اندازۀ مفروض مغز بزرگتر باشد). آیا تعدادسلولهاي عصبیشان نیز تحت تأثیر قرار گرفته است؟
پژوهشی که خانم دبورا جاردیم ـ مسدر، به عنوان بخشی از پایاننامۀ کارشناسی ارشدش انجام داد، نشان میدهد که اغلب گوشتخواران مورد بررسی، شامل گربهها و سگهای اهلیشده، به لحاظ تعدادسلولهاي عصبی مغز در جرم مشخصی از ساختار مغز، مشابه دیگر گونههای غیرنخستیاند. همچنین، گربهها، با داشتن مغزهایی که همیشه کوچکتر از سگهاست، همانگونه که انتظار میرفت،سلولهاي عصبی کمتری دارند: در قشرمغز گربه، تقریباً 250 میلیون سلول عصبی یافتند، که در مقایسه با 430 میلیون در سگ کوچک و حتی تعداد بیشتر 620 میلیون در گلدن رتریور عدد کوچکی است. از آنجا که رابطۀ بین حجم قشر مغز و تعداد سلولهاي عصبی، که برای همۀ دیگر پستانداران غیرنخستی مصداق دارد، در سگها بزرگ و سگهای کوچک نیز همچنان حفظ میشود، به نظر میرسد که اگرچه اهلیسازی و انتخاب مصنوعی منجر به سگهایی با اندازههای مختلف شده، وزن مغزشان همچنان مشابه همۀ گونههای دیگر غیرنخستی است.
دربارۀ راکون، یکی از دو استثنای مهم این مطالعه، به هیچ وجه موضوع به این شکل نیست. با وجود داشتن مغزی به اندازۀ گربه، تعدادسلولهاي عصبی قشر مغز در راکون وحشی مشابه سگ، و تقریباً 400 میلیون، بود. تعداد فراوان. سلول عصبی در چنین قشر کوچکی راکونها را مشابه نخستیها میکند. از آنجا که این حیوانات نقابدار باهوشاند، در گذشته، و قبل از اینکه جزو گوشتخواران به حساب آیند، در واقع جزو میمونها بودند. عصبشناس رفتاری، پروفسور کلی لمبرت، از دانشگاه ریچموند ویرجینیا ــ که راکونها را برای این مطالعه آماده کرد ــ مدتها تحت تأثیر عجایب رفتار راکونها بود و خوشحال شد که تعدادسلولهاي عصبی قشر مغزآنها به طور متناسبی زیاد است. لمبرت موشها را در آزمایشگاه خودش مطالعه میکند؛ اگرچه، وقتی از او میپرسند چرا راکونها را، که خیلی باهوشاند، مطالعه نمیکند (مهم نیست معنای باهوش بودن چیست و چگونه اندازهگیری میشود) پاسخش این است: «زیرا بیشترین تجهیزات و امکانات امنیتی باید فراهم شود تا آن آدمها را در داخل آزمایشگاه نگه دارد!».
در طرف دیگر، مغز خرس قهوهای است، که تعداد سلولهاي عصبیاش به مراتب کمتر از حد مورد انتظار است: اگرچه این بزرگترین مغز گوشتخواری بود که بررسی شد، (یعنی 315 گرم، تقریباً 10 برابر بزرگتر از مغز گربه یا راکون)، مشابه گربه، تقریباً 250 میلیون سلول عصبی در قشرمغز داشت، و تعداد سلولهاي عصبی قشر مغز آن تقریباً 50 درصد کمتر از راکون بود. محتمل نیست که مغز خرس خاصی که بررسی شده غیرطبیعی باشد، زیرا هیچ علامت مشخصی از بیماری نداشت و تعداد یاختههای غیرعصبی آنها دقیقاً به همان تعداد مورد انتظار در مغز پستانداری به همان اندازه است (و ضمناً مغز راکون نیز همین طور بود).
پژوهشگران شک دارند که داشتن بدنی عظیمالجثه با وجود تعداد زیادی سلول عصبی در قشرمغز خرس قهوهای تناقضی داشته باشد. از آنجا که این حیوانات همهچیزخوارند، در مقایسه با دیگر گوشتخوراران بزرگ، به ازای هر گرم غذای هضم شده، کالری کمتری دریافت میکنند ــ و با این حال، بدن خرسها حتی بزرگتر نیز هست: وزن خرس قهوهای در این بررسی 350 کیلوگرم بود، در حالی که وزن شیر مادۀ مورد بررسی 180 کیلوگرم بود. به علت رژیم غذایی ناکافی برای زنده نگه داشتن بدن و مغز، خرسهای قهوهای تقریباً شش ماه از سال در خواب زمستانیاند، که سبب کاهش فراوان هزینۀ انرژیشان در زمستان میشود. نویسندگان حدس میزنند که قشر مغز خرس ممکن است به رشد کامل برسد و پس از آن، تعداد بسیار زیادی ازسلولهاي عصبی را، به این علت که هزینۀ انرژیشان تأمین نمیشود، از دست بدهد.
شیر، دومین گوشتخوار بزرگی که بررسی شد، روند مشابهی از خود نشان میدهد. اگرچه بدن آن 9 برابر بزرگتر از گلدن رتریور و مغز آن دو برابر اندازۀ مغز سگ بود، شیر مادۀ مورد بررسی تقریباً فقط 500 میلیون سلول عصبی در قشر مغزش داشت، که کمتر از گلدن رتریور است (و صرفاً اندکی بیشتر از راکونها).نويسندگان در این مطالعه، شک دارند که علت تعداد اندک سلولهاي عصبی در قشرمغز شیر، با وجود اندازۀ قابلتوجه آن، همان مشکلی باشد که دیگر گوشتخواران بزرگ با آن مواجه بودند: دویدن به لحاظ انرژی چنان پرهزینه است که مغزشان صرفاً شکارهای بزرگ را برای خرید ارزشمند میداند ــ اما این بدین معنی نیز هست که شکار آنها نیز باید با گامهای بلند و با سرعت زیاد بدود، که سبب میشود شکار فعالیتی گران و نامطمئن باشد. «آنها پادشاهان و ملکههای جنگلاند، اما به نظر میرسد هزینۀ انرژی این شکوه بیش از حد زیاد باشد.» «گوشتخوار بزرگ بودن به احتمال زیاد لذتی ندارد.»
این گروه در حال حاضر مشغول پژوهش دربارۀ رویکردی جدید برای تخمین نیاز مغز گونههای مختلف به انرژی است ــ بدون نیاز به اینکه حیوانات زنده را به آزمایشگاه ببرند.
نويسندگان:
Débora Jardim-Messeder, Kelly Lambert, Stephen Noctor, Fernanda Marques Pestana, Maria Eduarda de Castro Leal, Mads F. Bertelsen, Suzana Herculano-Houzel,Abdulaziz N. Alagaili, Osama B. Mohammad, Paul R. Manger