دراسة مفاجئة: الحيوانات الأكثر ذكاءً قد يكون لديها أدمغة أصغر

ظل حجم الدماغ، نسبة إلى حجم الجسم، أحد المقاييس التي استخدمها العلماء لمقارنة القدرات الإدراكية بين الحيوانات. وبهذا المقياس تبدو أنواع مثل البشر والدلافين وبعض الطيور مرشحة لذكاء مرتفع. غير أن الطيور والقردة والكلاب تقدم أمثلة توضح أن الدماغ الأصغر نسبيًا قد ينجز مهام معقدة، لأن عدد الخلايا العصبية وتوزيعها وطريقة اتصالها عوامل لا يكشفها الحجم وحده.

ما الذي يغفله مقياس حجم الدماغ؟

يقارن مقياس حجم الدماغ النسبي كتلة الدماغ أو حجمه بكتلة الجسم، لكنه لا يصف كثافة الخلايا العصبية أو مواضعها أو تنظيم الدارات التي تنقل المعلومات. وقد يحتوي دماغان متقاربان في الحجم على أعداد مختلفة من الخلايا العصبية، كما يمكن أن تتركز نسبة كبيرة منها في مناطق مرتبطة بالتعلم واتخاذ القرار لدى نوع دون آخر.

تتأثر المقارنات أيضًا بنوع المهمة. فالذاكرة، واستخدام الأدوات، والتعلم الاجتماعي، وضبط السلوك ليست قدرة واحدة يمكن اختزالها في درجة موحدة. لهذا قد يتفوق حيوان في اختبار محدد، بينما يكون أداؤه أضعف في اختبار آخر يتطلب مهارة مختلفة.

أدمغة الطيور الصغيرة وكثافة الخلايا العصبية

تظهر الغربان والببغاوات قدرة على حل المشكلات واستخدام الأدوات والتعامل مع علاقات اجتماعية معقدة، على الرغم من أن أدمغتها أصغر كثيرًا من أدمغة الرئيسيات. وفي دراسة قادتها سيفيرين أولكوفيتش ونشرتها دورية الأكاديمية الوطنية للعلوم عام 2016، وجد الباحثون أن الببغاوات والغرابيات الكبيرة تمتلك في الدماغ الأمامي أعدادًا من الخلايا العصبية تساوي ما لدى رئيسيات ذات أدمغة أكبر، وقد تتجاوزها.

يرتبط ذلك بكثافة عصبية مرتفعة وبتركز نسبة كبيرة من الخلايا في الدماغ الأمامي، الذي يؤدي لدى الطيور وظائف معرفية تقارن ببعض وظائف القشرة المخية لدى الثدييات. وهكذا يمكن لدماغ صغير أن يخصص عددًا كبيرًا من خلاياه لمعالجة المعلومات من دون أن يحتاج إلى حجم مماثل لدماغ قرد.

تظهر هذه القدرة في السلوك أيضًا. فقد حلّت الغربان ألغازًا تتطلب خطوات متتابعة واستخدمت الأدوات للوصول إلى الطعام. وأظهرت دراسة بقيادة جون مارزلوف أن الغربان تستخدم أنظمة بصرية متطورة للتعرف على الوجوه البشرية وتعديل استجابتها تجاهها. أما الببغاوات فقد برهنت في التجارب على فهم مفاهيم مجردة مرتبطة بالأشكال والأعداد.

الكلفة الطاقية للدماغ الكبير

النسيج العصبي مكلف من ناحية الطاقة، لأن الخلايا تحتاج إلى الحفاظ على فروقها الكهربائية وتشغيل الإشارات والاتصالات باستمرار. ومن ثم قد يمنح الدماغ الصغير والمنظم بكفاءة صاحبه توازنًا بين القدرة الإدراكية ومتطلبات الاستقلاب، ولا سيما في البيئات التي تقل فيها الموارد.

كما ترتبط المسافات داخل الدماغ بسرعة الاتصال. فكلما طالت المحاور العصبية زاد الزمن اللازم لانتقال الإشارة وارتفعت كلفة إنشاء التوصيلات والمحافظة عليها. ويمكن للتنظيم المضغوط والمسارات الأقصر أن يحدا من هذه الكلفة، مع بقاء الحاجة إلى شبكات قادرة على ربط المناطق المتخصصة بعضها ببعض.

الرئيسيات والدماغ البشري

لا تنتج زيادة الحجم ترتيبًا ثابتًا للأداء حتى داخل الرئيسيات. ففي دراسة قارنت قرود العالم القديم بالقردة العليا ضمن مجموعة من اختبارات الإدراك، قدمت بعض القرود أداء مماثلًا لأداء القردة العليا في عدد من المهام، مع أن أدمغة الشمبانزي والقردة العليا الأخرى أكبر. وتعتمد النتيجة على المهارة التي يقيسها الاختبار وعلى خبرة الحيوان ودافعيته، إضافة إلى خصائص الدماغ.

يمثل الدماغ البشري مثالًا واضحًا على الكلفة التي ترافق النسيج العصبي. فبحسب مراجعة لمايكل رايشل وديبرا غوسنارد، يشكل الدماغ نحو 2% من وزن جسم الإنسان البالغ، لكنه يستهلك قرابة 20% من طاقة الجسم في حالة الراحة.

أما تلافيف القشرة المخية فتسمح بوضع مساحة سطحية كبيرة داخل الجمجمة. ويشرح بحث مايكل هوفمان عن تطور الدماغ البشري أن الطي القشري يرتبط بتنظيم الاتصال بطريقة تقلل أحجام التوصيلات ومسافاتها مقارنة بقشرة ممدودة غير مطوية. وهنا تجتمع مساحة السطح مع هندسة الاتصال، ولا تكون زيادة الحجم التفسير الوحيد للقدرة المعرفية.

دراسة سلالات الكلاب: الأصغر نسبيًا لدى الكلاب العاملة

قدمت الكلاب المنزلية حالة مختلفة عن النمط المعروف لدى كثير من الثدييات البرية. ففي 13 نوفمبر 2024 نشرت آنا بالكارسيل وزملاؤها في مجلة Biology Letters دراسة بعنوان «ارتباط وظيفة السلالة وسلوكها بالحجم داخل القحف لدى الكلاب المنزلية». استخدم الفريق بيانات 1682 كلبًا بالغًا تمثل 172 سلالة، وقاس جماجم محفوظة في متحف التاريخ الطبيعي في برن بسويسرا.

حسب الباحثون «الحجم النسبي داخل القحف»، وهو تقدير لحجم الدماغ مقارنة بكتلة الجسم. ثم قارنوه بوظائف السلالات وبدرجات 14 سمة مأخوذة من استبيان تقييم وبحث سلوك الكلاب، وهو مقياس يتناول قابلية التدريب، وطلب الاهتمام، والعدوانية، والخوف، وغيرها من السمات السلوكية.

وجدت الدراسة أن السلالات العاملة، التي انتقاها البشر لأداء مهارات معقدة تساعدهم، امتلكت أصغر حجم نسبي داخل القحف بين مجموعات الوظائف المدروسة. وشملت الأمثلة كلاب الهاسكي السيبيرية. في المقابل، سجلت سلالات الرفقة، ومنها الشيواوا التي تربى أساسًا حيوانات أليفة، أكبر حجم نسبي للدماغ.

قالت بالكارسيل، خبيرة علم الأحياء التطوري في معهد مونبلييه للعلوم التطورية في فرنسا، في حديث نقلته Live Science: «في مجموعات أخرى من الأنواع يشير حجم الدماغ النسبي إلى قدرات معرفية أعلى، وهنا نرى العكس». تصف النتيجة علاقة بين وظيفة السلالة والحجم النسبي والسلوك المسجل في الاستبيانات؛ فهي لا ترتب ذكاء كل كلب على حدة، لكنها تبين أن الانتقاء لأعمال معقدة لم يصاحبه دماغ أكبر نسبة إلى الجسم.

أسئلة مفتوحة للبحث

تبقى بنية الدارات المحددة وراء كفاءة الأدمغة الصغيرة موضع بحث: أي الخلايا تتركز في المناطق المعرفية، وكيف تتوزع الوصلات بينها، وما أثر البيئة والتدريب والانتقاء في هذا التنظيم؟ وقد تكشف المقارنات بين الأنواع ما إذا كانت كثافة الخلايا العصبية والمسارات القصيرة تحقق المزايا نفسها في الطيور والرئيسيات والكلاب.

تتيح تقنيات التصوير وخرائط الاتصال وعلم الأعصاب الحاسوبي اختبار هذه الأسئلة على مستوى أدق من قياس الجمجمة أو كتلة الدماغ. ومن خلال الجمع بين تشريح الدماغ والاختبارات السلوكية يمكن فصل أثر عدد الخلايا العصبية عن أثر توزيعها، ومقارنة كل بنية بالمهمة الإدراكية التي تؤديها.