Aktywność mózgu ptaków podczas snu wskazuje na ewolucyjnie głębokie przetwarzanie doświadczeń

Najnowsze ustalenia naukowe sugerują, że zjawisko marzeń sennych u ptaków jest starożytną i adaptacyjną funkcją mózgu, rzucając nowe światło na złożoność ich życia wewnętrznego. Przez lata zaawansowana kognicja była przypisywana głównie ssakom, jednak współczesna neuronauka identyfikuje u ptaków struktury funkcjonalnie analogiczne do ssaczych, pomimo odmiennej anatomii. Przykładem jest Grzbietowy Grzebień Komorowy (DVR), pełniący rolę zbliżoną do kory nowej u ssaków, co wskazuje na podobny potencjał do zaawansowanego przetwarzania informacji.

Badania aktywności mózgu ptaków w fazie snu REM ujawniły wzorce świadczące o mentalnej rekapitulacji. U gołębi zanotowano aktywację obszarów odpowiedzialnych za przetwarzanie wizualne i nawigację przestrzenną, co silnie sugeruje, że ich sny koncentrują się na lataniu. Z kolei u zeber, aktywność w przodomózgowiu podczas snu REM odzwierciedlała sekwencje neuronalne odpowiadające nauczonym piosenkom z poprzedniego dnia, co wskazuje na wokalną praktykę. Wyniki te, opublikowane przez naukowców z Uniwersytetu w Chicago w tygodniku "Nature", potwierdzają, że ptaki przetwarzają nowy materiał poznany w ciągu dnia podczas snu, podobnie jak studenci.

Obecność aktywności przypominającej REM w pradawnym pniu mózgu strusi sugeruje, że mechanizm marzeń sennych mógł wyewoluować w tej starszej części mózgu, zanim przeniósł się do struktur bardziej przednich. Ta ewolucyjna głębia wskazuje, że zdolność do mentalnej rekapitulacji w trakcie snu jest cechą głęboko zakonserwowaną u przodków ptaków. Dodatkowo, ptaki śpiewające i papugi, wykazujące złożone zdolności poznawcze, posiadają dwukrotnie więcej neuronów w płaszczu mózgu (pallium) niż naczelne o tej samej masie mózgu, co jest kluczowe dla funkcji poznawczych.

Faza REM, stanowiąca około 25% snu u ssaków, u ptaków zajmuje zaledwie około 1% całkowitego czasu snu, co stanowi znaczącą różnicę w architekturze snu. Jednakże, u ptaków wędrownych, takich jak fregaty badane przez zespół Nielsa Rattenborga z Max Planck Institute for Ornithology, zaobserwowano, że podczas lotu mogą one spać nawet do godziny dziennie, wykorzystując sen wolnofalowy (SWS) obejmujący jedną lub obie półkule mózgu. Badania te, opublikowane w "Nature Communications", potwierdzają zdolność ptaków do drzemania w locie, co jest istotne dla ich długodystansowych migracji. Odkrycia te, w tym te dotyczące odtwarzania bezgłośnych melodii przez ptaki, otwierają nowe perspektywy na zrozumienie procesów poznawczych w królestwie zwierząt.

Profesor Piotr Tryjanowski z Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu podkreśla, że treść i jakość ptasiej melodii jest kształtowana w mózgu, a jej wykonanie zależy od kontekstu społecznego, na przykład od obecności partnerki czy sąsiada. To spostrzeżenie podważa dawne przekonanie o dominującej roli ptasiego móżdżku, wskazując na bardziej wyrafinowane procesy neuronalne. Badania nad kodowaniem wspomnień behawioralnych w mózgu, prowadzone między innymi przez Todda Robertsa z University of Texas Southwestern, sugerują, że identyfikacja tych obszarów może mieć znaczenie dla zrozumienia ludzkiej mowy.