Emlős agy, madár agy: Ki a fejlettebb?

Az iskolában nekem még azt tanították, hogy vannak hasznos állatok és vannak káros állatok. Azt hiszem (remélem) ez a szemléletód kihunyóban van, mióta tudatában kezdünk lenni, hogy az ember nem a teremtés csúcsa és hogy jobban tesszük, ha jóban vagyunk környezetünkkel, azaz figyelünk Földünkre.

Darwin óta azt is sejtjük, hogy a „scala nature” azaz az élőlényeknek a kövektől az istenig terjedő létrája bizony nem egyenes, és nem úgy van, ahogy azt egy angol filozófus felvázolta: a majom és az ember között a skót felföldi paraszt áll, aztán jönnek az emberek, majd Sir Isac Newton és végül őt az angyalok választják el Istentől. Sokkal inkább egy fát kell elképzelni, melynek számtalan ága van, melyek újra és újra elágaznak. Aki ebben akar gyönyörködni feltétlenül látogasson el az Élet Fájának oldalára a onezoom.org URL alatt! Itt órák hosszat lehet bogarászni ki kinek rokona.

Azt, hogy ki fejlettebb sem nagyon értelmezhető manapság (már megint Darwin a hunyó). Az evolúció nem abban méri a jóságot, hogy: ki szebb? ki okosabb? ki gyorsabb? ki erősebb? Hanem abban, kinek van több szaporodóképes utódja. Elmerenghetünk azon a kérdésen, hogy az átlag utódszámot tekintve a néhány gyereket felnevelő ember (az utóbbi évszázadban ez a szám 4.5-7-ről 2.4-re csökkent) vagy a néhány nap alatt milliárdokká osztódó baktériumok fejlettebbek-e? Ki fogja megörökölni a Földet? Ugyi…

A második elemhez, vegyük át a gerincesek evolúciós fáját, majd az agyfejlődés lépéseit. Az általános iskolai Élővilág-terem falán fejlődési sorba rakott kiteregetett szervű gerincesek képeit se úgy rendezik már manapság. Köszönhető ez persze az őslénytan újabb eredményeinek és a genetikai módszereken alapuló molekuláris törzsfák felrajzolásának. Az előbbi számos hiányzó átmeneti élőlény megtalálásával segítette a törzsfa pontosításár, az utóbbi, pedig meglepő rokonságokat tárt fel és helyenként gyökeres ágátültetéseket végzett az Élet fájának főbb ágain, sőt a gyökérzet esetében is. Nem csak az ágak megfelelő helyzetére derült fény, hanem arra is, hogy az egyes élőlénycsoportok mikor ágaztak el egymástól. Ezt a molekuláris óra segítségével lehet megtenni. A DNS-ben található genetikai információ, ugye apróbb hibákkal, mutációkkal adódik át az utódokba. Minden generáció hordozza a korábbiakban felhalmozódott hibákat. Jó okunk van feltételezni, hogy új mutációk megjelenése viszonylag hasonló sebességgel történt az evolúció során, azaz a felhalmozott különbségek mértéke viszonylag pontosan mutatja mikor élhetett a két élőlény közös őse.

No de mit is állapítottak meg ezek alapján az evolúció biológusok. A Jurassic park film óta mindenkinek az él a fejében, hogy amíg a Yucatán félszigetbe csapódó kisbolygó által okozott globális katasztrófa 65 millió ki nem irtotta a dinoszauruszokat, addig nemigen voltak emlősök és csak utána alakultak ki.
Nos az emlősök története 300 millió évnél továbbra nyúlik vissza. Még mielőtt a mai hüllők jelentős ágai (teknősök, gyíkok-kígyók, krokodilok) kialakultak volna a Perm korban (kb 260 millió éve), a Carbon korban elváltak egymástól a hüllők és emlősök ősei. Az sem igaz már, hogy apró pici, üregben élő egérke szerűségekként éltek az ősemlősök. Már a dinoszauruszok Triászban való megjelenése előtt voltak közöttük orrszarvú méretűek is, amik hatalmas legelésző hordákat alkottak. Nekik aztán a dinoszauruszok megjelenése betett, inkább csak az apó emlősök maradtak meg, ők a mi őseink.
A madarak eredete is átértékelődött az elmúlt 30 évben. Mára, részben a Kínából származó gyönyörű ősmadár kövületek, másrészt a molekuláris törzsfa alapján nyilvánvalóvá vált, hogy, hát a dinoszauruszok bizony nem pusztultak ki teljesen a Kréta kor végén, hanem ma is körülöttünk repkednek vagy a vasárnapi ebédnél rántott csirke formájában képviseltetik magukat. Azaz a madarak a therapoda hüllők leszármazottai, az ő őseik „csak” 250 milli éve váltak el a többi hüllőktől.
 
Azt, hogy a madarakkal közös ősünk 300 millió éve élt azt is jelenti, hogy 300 millió éve máshogy fejlődik a két agy. A közös ősben meglevő agyhoz a fejlődés során a két ágon eltérő megoldások, eltérő részek adódtak hozzá.
Sokáig azt gondoltuk hogy mivel a madaraknak nincs neocortex-ük (mostanában inkább isocortexnek mondják), modern agykérgük ezért buták. A modern anatómiai és molekuláris biológiai vizsgálatok azonban kiderítették, hogy a madár előagya is ugyanabból, a már halakban megjelenő palliumból fejlődik ki mint az emlős előagya. Az is kiderült, hogy a madár palliumot is egymással masszívan összekapcsolt serkentő és gátlósejtek alkotják mint az emlős agykérget.A különség annyi, hogy míg az agykéregben a sejtek oszlopokba és rétegekbe szerveződnek, addig a madár agyban látszólag össze vannak keveredve. Alaposabb vizsgálattal kiderült, hogy ezen egyenletesnek látszó, összekeveredett szerkezet ellenére is megvannak az agykéreg rétegei és területei között megfigyelhető kapcsolati formák. A magasabb rendű agyműködés szempontjából úgy tűnik nem a területek helyi kapcsolatrendszerének fontos a felépítése, hanem hogy az egyes területek hogyan vannak összekötve egymással. Madarakban is hasonló többlépcsős (hierarchikus) hallás és látás feldolgozó agyi rendszereket találtak, mint az emlősökben. És hát a tanulási rendszerek egy része már a közös ős előtt kialakult. Ugyanazokat az agyi visszacsatolásokat használja az emlős és a madár aga, amikor egy jól elsült dolgot rögzít.

Az elme kutatói kétféle tudatosságot különböztetnek meg: az észlelési tudatosságot (perceptual consciousness) és reflektáló tudatosságot (reflective consciousness). Az előbbi tapasztalainkról alkot egy időben állandó, döntéseinkben meghatározó képet, az utóbbi az önfelismerésben, szándékok tulajdonításában, és annak felismerésében fontos, hogy mások nem ugyanazt tudják mint mi, ezáltal fontos a többlépcsős gondolkodásban.

Az észlelési tudatosság meglétét ravasz kísérletekkel egyértelműen sikerült több madárcsoport esetében bizonyítani.  A tudatosság egyik fontos eleme a munkamemória, azaz hogy emlékezünk arra, mi történt a közelmúltban és ez befolyásolja döntéseinket, egy feladatra adott válaszainkat. A kísérletek során varjúkról bebizonyosodott, hogy nem reflex-szerűen viselkednek egy adott helyzetben, hanem döntésüket befolyásolja mit tapasztltak korábban, azaz tudatában vannak mi történik és történt korábban a környezetükben. Ez persze nem feltétlenül jelenit a ön- és én-tudat jelnlétét, bár a varjúfélék esetében erre is számos jel utal.
Úgy tűnik sikerült azonosítani madarakban (varjúban) is az emberben a tudatosság kialakulásáért felelős homloklebenynek megfelelő területet, melyet hátsó-oldalsó nidopalliumnak (nidopallium caudolaterale, NCL) neveznek. Itt tallhatók azok az idegsejtek akik hoszabb ideig aktívak maradtak abban az esetben amikor a varjú helyesen, tudatsságot feltételező válaszokat adott.
Az eredmények nem döntenek a két lehetőség között, hogy vajon a tudatosság elemei már a közös madár-emlős ősben meglehettek vagy később mindkét ágon alakultak ki, egymástól függetlenül. Én inkább az utóbbira voksolnék, hiszen az elágazáshoz közelebbi emlősök közül sokan nem mutatnak ilyen viselkedést és ezért feltételezhetően tudatosságot. Lásd a tengerimalacról írottakat ….

Az a nemrég feltárt, meglepő tény, hogy egy madár agyában sokkal több idegsejt van mint egy ugyanolyan agyméretű emlősében, arra utal, hogy két eltérő úton született megoldás az agy fejlesztésére. A madárban csak akkor férhet el jelentősen több idegset ugyanakkora térfogatban, hogy ha az egyes sejtek nyúlványrendszere kisebb, azaz a sejtek egymás közt kevesebb kapcsolatot alkotnak. A két megoldás tehát: kevesebb sejt több kapcsolattal, illetve több sejt kevesebb kapcsolattal.

Mindenesetre madarak is képesek megerősítéses tanulásra és kifinomult tervezésre. Ennek bizonyítéka a Budapest utcáit elöntő szemét, amit a szemeteseket kfinomult módszerekkel kipakoló varjúk és szarkák okoznak. Láttam már olyat, hogy két varjú ült a kuka peremén, egymással szemben és hogy elérjék a nejlonzacskó alján levő ételmaradékot türelmesen együttműködtek. Először az egyik nyúlt le és húzta fel a zacskó egyik oldalát, majd a másik nyúlt le és húzta tovább a zacskót. Ezt jól időzítve felváltva ismételték míg a zacskó tartalma az áhított maradékokkal fel nem bukkant. És a tervezés csúcsaként, akkor sem eresztette el mindkét varjú a zacskót, hogy laknározzon (mert akkor az visszaesik), hanem udvariasan beosztották ki eszik és ki tart!

És hát az utolsó észrevétel jogos. Valóban a nagy agy nehéz és sok energiát használ. Ha repülni akarsz könnyűt kell cipelned és spórolnod kell az energiával. De szerintem ez jól látszik a madaraknál: a nagy agyú, okosabb madarak, papagájok és varjúfélék nem a gyors vagy gyönyörű reptű madarak közé tartoznak. A fennséges albatrosz, a kondorkeselyű vagy a kolibri nem tartozik a madárvilág ravasz, feladatmegoldó géniuszai közé.

Szerző: Gulyás Attila