Det här utdraget är en del av vårt sommarbokklubbssamtal om Jennifer Ackermans bok 'Fåglarnas geni.' Vill du delta? Anmäl dig till vårt nyhetsbrev eller prata med oss med hjälp av MolecularConceptor VoxPop app.
Följande är ett utdrag ur Fåglarnas geni av Jennifer Ackerman.
Läs boken
Fåglarnas geni
köpaJag tycker att det är konstigt spännande att fåglarnas mentala kartor förblir... ja... omargade. Det finns inga tydliga bevis för att någon sensorisk signal är hela historien. Vilka signaler en viss fågel använder på en viss resa kan bero på omfattningen av resan, eller vad som är praktiskt, eller miljöförhållandena (som en kajakpaddlare i dimma, den kan ta till mindre när de främsta inte är till hands) , eller helt enkelt dess egna individuella förkärlek.
Till exempel, vilka signaler en duva använder på sitt loft kan bero på dess livserfarenhet och dess egna udda val. I Blasers studie av målduvor, honfann att duvorna aldrig nådde sitt mål; varje gång tog de en någotannan rutt - 'en kompromiss mellan deras valda kompassriktning, topografiska faktorer och deras egna individuella flygstrategier', säger hon. Mycket beror på hur en duva växer upp – och var. En duva som föds upp på ett loft utan omgivande lukt orienterar sig med hjälp av andra signaler och påverkas inte när den berövas sitt luktsinne, enligt Charles Walcott. Likaså har syskonduvor uppfödda på olika loft olika svar på magnetiska anomalier: Man hittar sin väg trots det konstiga magnetiska mönstret; den andre blir förvirrad av det och förlorar sin känsla för riktning.
Enskilda fåglar är också bara excentriska och verkar använda sina orienteringssignaler enligt sina egna stilar. Walcott berättar historien om en duva som växte upp nära en framstående kulle i Massachusetts. När han släpptes på en obekant plats flög han alltid till närmaste berg innan han flög hem - till skillnad från någon av de andra fåglarna som växte upp på hans loft. En annan duva var en mästardistansnavigatör, men när han väl kom inom sex mil från sitt loft, säger Walcott, gav han bara upp och landade i en trädgård någonstans. På denna arena, liksom i alla aspekter av fågellivet (och människolivet), kan egendomlighet och opportunism råda.
Liksom en chef som tycker om att ha två mobiltelefoner och en bärbar dator inställd på Weather Channel, kan en duva förlita sig på all slags tillgänglig information för vägledning. Hon kan använda flera och överflödiga ledtrådar för att hitta sin väg, och mentala kartor som inte liknar något vi någonsin har stött på. Hennes rumsliga rutnät är kanske inte alls bikoordinat, utan multikoordinat, skiktat med en fortfarande mystisk blandning av sol, stjärna och geomagnetiska signaler, ljudvågor och virvlande luktskyltar, allt ordentligt integrerat.
Den här föreställningen verkar passa ihop (om du ursäktar uttrycket) med en ny teori om den övergripande organisationen av fågelhjärnor – och vår egen. I neurovetenskapens språkbruk är hjärnor kända som 'massivt parallella, distribuerade kontrollsystem.' Grovt sett betyder det att de innehåller ett kolossalt antal små 'processorer' - neuroner - som arbetar parallellt men är utspridda överallt. Problemet i en hjärna är alltså hur man drar ihop alla dessa distribuerade resurser – helheten av vad ett djur vet – för att möta en utmaning (som navigering) eller svara på oförutsägbara omständigheter (som en storm).
Det kallas kognitiv integration. Hjärnan hos ett bi, med bara en miljon neuroner, gör det. Det gör också den mänskliga hjärnan, med sina 100 miljarder neuroner.
'Människor utmärker sig i kognitiv integration', säger Murray Shanahan, en beräkningsneuroforskare vid Imperial College London - även om han medger att misslyckanden är vardagliga, 'som när jag tar bort Ubend av min diskbänk' och sedan 'häller tillbaka dess smutsiga innehåll i plugghål, vilket orsakar en ovälkommen syndaflod.” (Eller motsvarande diskbänkslära för min familj: När min mamma, minuter före vår stora årliga julfest, stod vid diskbänken i förskräckelse, efter att precis ha hällt upp en gryta med glögg för femtio genom en nätsil direkt i avloppet och lämnade bara en klump fuktiga nejlikor, pepparkorn och lagerblad att servera till hennes gäster.)
Sann navigering är en triumf av kognitiv integration, säger Shanahan.
För att uppnå det krävs ett visst anslutningsmönster i hjärnan. Information om landmärken, avstånd, rumsliga relationer, minnen, sevärdheter, ljud och lukter måste alla kan slussas in i en kärna av viktiga hjärnregioner och sedan fläkta ut mellan dem. Detta, förklarar han, 'resulterar i ett integrerat svar på [fågelns] pågående situation.'
Liksom en chef som tycker om att ha två mobiltelefoner och en bärbar dator inställd på Weather Channel, kan en duva förlita sig på all slags tillgänglig information för vägledning. Hon kan använda flera och överflödiga ledtrådar för att hitta sin väg, och mentala kartor som inte liknar något vi någonsin har stött på.
För att ta reda på hur denna anslutning kan fungera i en typisk fågelhjärna, samarbetade Shanahan med ett team av neuroanatomer för att analysera anatomiska studier av duvans hjärnor. (Duvor var en bra art att plocka, säger han, eftersom de kan utföra anmärkningsvärda kunskapsprestationer.) Med hjälp av mer än fyrtio års studier som spårar vägar mellan hjärnregioner hos duvor skapade teamet den första storskaliga kartan eller ledningar diagram, över duvans hjärna, som visar hur olika regioner i en typisk fågelhjärna är kopplade till processinformation.
Överaskningen?
Kartan som teamet tog fram ser mycket ut som sådana anslutningskartor för däggdjur, inklusive människor. Även om fåglar har radikalt annorlunda hjärnarkitektur än vår, när det kommer till anslutning, verkar deras hjärnor vara organiserade på ett liknande sätt. Shanahan ser i likheten vad han kallar en vanlig plan för kognition på hög nivå. I förenklade termer: Den mänskliga hjärnan tros vara ett så kallat litet världsnätverk, inte olikt Facebook. Olika moduler - eller regioner - i hjärnan är sammankopplade med ett relativt litet antal neuroner som kallas navnoder. Dessa navnoder ansluter till många andra neuroner, ibland över långa avstånd, för att ge en kort anslutningslänk mellan två valfria noder i nätverket. (Tänk på någon med tusentals 'vänner' på Facebook.) Navnoderna som länkar samman delar av hjärnan som är viktiga för kognition - som långtidsminne, rumslig orientering, problemlösning - utgör tillsammans hjärnans 'anslutningskärna'.
Shanahan fann att navnoderna i duvans hippocampus, i synnerhet - så avgörande för navigering - hade mycket täta kopplingar till andra delar av fågelns hjärna.
Tanken är denna: Om en migrerande vipa eller rörsångare blåser halvvägs över landet av en storm, kanske den information som hennes sinnen samlar in från alla hennes källor – från dofterna från land och hav, från magnetiska signaturer och anomalier, från lutningen av solljus och natthimlens stjärnklara mönster – allt slussar in i kopplingskärnan i hennes hjärna, där den är integrerad och sedan fläktar ut till hjärnregionerna som hjälper henne att komma till hennes födelseplats.
I en fågelhjärna kan alltså ett smallworld-nätverk skapa en storvärldskarta. Så att en kolibri kan hitta vägen till David Whites matare varje vår. Så att en arktisk tärna kan resa som en styrd missil från den ena ljusa polen till den andra. Så den där svalna aprilmorgonen efter att ha varit borta i fem år kan brevduvan Whitetail äntligen ta sig hem.
Från Fåglarnas geni , av Jennifer Ackerman, med tillstånd av Penguin Press.