Piraten-Eye Tauben zeigen, wie das Gehirn sich selbst spricht

Wie ein Babyvogel entwickelt, verzieht seinen Körper innerhalb der Grenzen von seinem Ei angepasst. Des Vogels Hals verdreht so dass einseitig ihren Kopf gegen seine Brust versteckt ist. In dieser Position der Vogel am linken Auge bleibt inmitten sprießen Federn – wo es erhält nicht viel Licht von der Außenwelt – während das rechte Auge gegen die Eischale gedrückt wird, glimpsing flackert von Licht und Schatten durch einen Schleier von Calciumcarbonat. Auch wenn diese ungleichmäßige Stimulation der Augen nur ein oder zwei Tage bevor die Küken Luken dauert, scheint es für typische Gehirnentwicklung entscheidend sein. Tauben, die im Dunkeln inkubiert haben eine viel härtere Zeit lösen von Rätseln als Erwachsene als Tauben ausgesetzt Licht vor dem schlüpfen. Der Grund, einige Forscher glauben, ist, dass die beiden Gehirnhälften richtig Informationen integrieren können, wenn sie einen kritischen Zeitfenster des Lernens im Ei verpassen.

Martina Manns der Ruhr-Universität Bochum in Deutschland hat Taube Gehirne für die letzten 20 Jahre studiert. Für eine neue Studie veröffentlicht in der Februar Ausgabe von Nature Communications, Manns und ihrer Kollegin Juliane Römling konzentrierte sich auf 14 Haustauben in normalen Lichtverhältnissen von lokalen Züchtern und ein weiterer acht Tauben erhöht in dunklen Inkubatoren in ihrem Labor. (Scientific American ist Teil der Nature Publishing Group.)

Durch verschiedene Speicher-Tests und Logik-Puzzles verglichen Manns und Römling die Problemlösungs-Fähigkeiten der beiden Gruppen der Vögel. Eins nach dem anderen, Manns und Römling präsentiert jede Taube mit verschiedenen Paaren der Plastikbecher gefüllt mit bunten Aquarienkies, von denen nur einer einen Kernel Mais verborgen. Es gab vier Paarungen: rot und blau, blau/grün, grün/gelb und gelb/violett. Durch Versuch und Irrtum gelernt die Tauben, eine Farbe in jedes Paar zu bevorzugen, weil Kies, die Farbe immer die leckeren Snack enthalten. Wenn eine Wahl zwischen Blau und grün Kies war zum Beispiel blau immer die richtige Antwort; grüne Kies enthalten immer die Belohnung, wenn Sie mit gelb, usw. abgestimmt. Nach genügend Studien, die konventionell erhöhten Tauben abgeleitet eine Hierarchie der fruchtbarsten Farben: rote > blau > grüne > gelb > violett.

Zum Beispiel war blau immer die richtige Wahl, wenn es mit roten gekoppelt war. Violett war nie die richtige Antwort. Mit diesem abgeleitete wissen, wusste die Tauben Licht ausgesetzt, welche Tasse Kies enthalten den Mais auch als Farbpaare präsentiert, die sie noch nie, wie blau und gelb gesehen hatte. Im Gegensatz dazu die Tauben wuchs in der Dunkelheit nie herausgefunden, der Hierarchie und nicht die richtige Wahl konfrontiert mit neuartigen Farbpaare zu machen.

Hier ist die Wendung: während alle diese Tests die Tauben trugen Augenklappen über einem Auge, so dass die Vögel, einige Paare mit ihrem linken Auge und andere mit ihr Recht zu unterscheiden gelernt. Da das linke Auge in erster Linie mit der rechten Gehirnhälfte kommuniziert und das rechte Auge in erster Linie mit der linken Gehirnhälfte in Vögel kommuniziert, wurden die beiden Hemisphären mit verschiedenen Arten von visuellen Informationen beschäftigt. (Der Vogel visuelles System, in dem die Sehnerven vollständig, überqueren unterscheidet sich von menschlichen visuellen Systems, in dem jedes Auge Informationen an beide Gehirnhälften sendet.) Obwohl Vögel ein Corpus Callosum fehlen – die dicken Band von neuronalem Gewebe verbindet das Gehirn von Säugetieren der beiden Hemisphären – frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass die beiden Hälften des Gehirns Vogel Austausch von Informationen über verschiedene zelluläre Brücken.

In der neuen Studie, die Tauben richtig diskriminiert vertraut Farbpaare mit Augen, unabhängig davon, welches Auge war während ihrer Studien lernen abgedeckt – eindeutig eine Gehirnhälfte könnte Informationen zur anderen übertragen. Aber wenn Tauben wuchs in der Dunkelheit ein völlig neuartiges paar, z. B. blau und gelb, begegnet sie waren ratlos: sogar mit beiden Augen offen, wussten sie nicht welche Farbe zu wählen. Das liegt daran, Mann denkt, nur Tauben, aufgewachsen in Licht ein Problem lösen könnte, die wissen aus beiden Gehirnhälften gleichzeitig erforderlich. Eine Halbkugel hatte gelernt, dass blau war eine bessere Wahl als grün; der andere hatte gelernt, dass Grün war eine bessere Wahl als gelb. Erkennen, dass blau war daher eine bessere Wahl als gelb verlangt Kommunikation zwischen den beiden Hemisphären, die Tauben wuchs in der Dunkelheit nicht aufbringen konnte.

"Die Tests sind eher schwer zu folgen," gesteht Lesley Rogers von der University of New England in Australien, der wurde ausgiebig studiert, die Struktur und Funktion der Vogel Gehirne, aber nicht in der neuen Studie beteiligt war, "aber die Studie zeigt, dass interhemisphärischen Kommunikation hängt von Licht vor dem schlüpfen, und damit auf die Asymmetrie der visuellen Verarbeitung." In ihrer eigenen Arbeit entdeckt Rogers, dass nur zwei Stunden von unebenen Stimulation einen leichte oder zwei Tage vor dem schlüpfen, strukturelle und funktionelle Asymmetrie im Gehirn ein Küken ausgelöst. Obwohl beide Gehirnhälften Vogel visuellen Informationen verarbeiten, Rogers, Mann und ein paar andere haben gezeigt, dass jede Hemisphäre bestimmte Aufgaben besonders gut: die linke Hemisphäre ist besser bei Diskriminierung Aufgaben und bemerken feine Details, während die rechte Hemisphäre direkte visuelle Aufmerksamkeit scheint. Es ist möglich, dass in Manns neue Studie, die Tauben, aufgewachsen in der Dunkelheit nicht kombinieren könnte die unterschiedlichen Talente der linken und rechten Hemisphären ein optisches Problem zu lösen, die, dem Sie nie zuvor gesehen hatte.

Die Idee, dass kognitive Fähigkeiten zwischen den beiden Hälften des Gehirns bei den Menschen, andere Säugetiere, Vögel und einige andere Wirbeltiere gliedern bleibt umstritten. Neurowissenschaftliche Studien machte es deutlich, dass es nicht so etwas wie eine "Rechte Gehirnhälfte" oder "linke Gehirnhälfte Person gibt" – das menschliche Gehirn ist bemerkenswert symmetrische. In vielen Fällen tragen beide Gehirnhälften zu der gleichen kognitiven Fähigkeiten. Und wenn eine Hemisphäre beschädigt ist, kann der andere den Durchhang abholen. Aber gibt es auch eine Menge Hinweise darauf, dass, auch wenn beide Hemisphären ebenso zu einer kognitiven Aufgabe wie Rede beitragen oder erstellen ein visuelles Modell der Welt, kann jede Hälfte bestimmte Aspekte dieser Aufgabe begünstigen. Mann will ihrerseits diese Fragen zu entwirren. Und sie denkt, dass es kein besseres Modell als Vogel Gehirne.

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