Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Von wegen „Spatzenhirn“: Wie Nervenzellen schlaues Verhalten bei Rabenvögeln ermöglichen

28.11.2013
Neurobiologen der Universität Tübingen erforschen erstmals die hirnphysiologischen Grundlagen der Intelligenz von Krähen

Von wegen „Spatzenhirn“: Rabenvögel wie Krähen, Elstern und Häher gelten als äußerst intelligent.

Die Neurobiologen Lena Veit und Professor Andreas Nieder der Universität Tübingen haben nun erstmals gezeigt, wie im Gehirn von Krähen Intelligenzleistungen hervorgebracht werden, die für strategische Entscheidungen notwendig sind. Ihre Ergebnisse werden am 28. November im Fachmagazin Nature Communications veröffentlicht.

Als „Spatzenhirn“ titulieren wir einen Dummkopf. Dieser Vergleich ist unzutreffend, denn Rabenvögel wie Krähen, Elstern und Häher sind alles andere als dumm. Schon in Sagen und Mythen wird Rabenvögeln, die auch zu den Sperlingsvögeln gehören, besondere Schläue zugeschrieben.

Verhaltensbiologen nennen sie aufgrund ihrer Intelligenz gar „gefiederte Primaten“, denn sie fertigen und gebrauchen Werkzeuge, können sich eine Unmenge an Futterplätzen merken und planen ihr Sozialverhalten, indem sie die Handlungen anderer Gruppenmitglieder mit einbeziehen. Dieses hohe Maß an Intelligenz mag überraschen, denn die Gehirne dieser Tiere sind grundsätzlich anders aufgebaut als die von Primaten und anderen Säugetieren, an denen solche Aufgaben üblicherweise untersucht werden.

Die Tübinger Wissenschaftler erforschten nun erstmals hirnphysiologischen Grundlagen dieses intelligenten Verhaltens. Dafür trainierten sie Rabenkrähen, Gedächtnisaufgaben am Computer zu lösen. Die Krähen bekamen ein Musterbild präsentiert, mussten sich dieses merken, und kurz darauf eines von zwei gezeigten Testbildern mit dem Schnabel auf einem Touchscreen auswählen. Eines der beiden Testbilder war identisch mit dem zuvor gemerkten Musterbild, das andere verschieden.

Ob das gleiche („gleich-Regel“) oder ungleiche Testbild („ungleich-Regel“) die richtige Lösung war, wurde den Krähen in jedem Versuchsdurchlauf durch einen Hinweisreiz neu angezeigt. Je nach Regel mussten die Tiere also die Aufgabe blitzschnell wechseln. Das erfordert höchste Konzentration und eine geistige Flexibilität, die bei weitem nicht alle Tierarten aufbringen können und die selbst für Menschen eine Herausforderung ist.

Die Krähen meisterten diese schwierige Aufgabe bald selbst mit völlig neuen Musterbildern. Dabei beobachteten die Wissenschaftler in einem umgrenzten Hirngebiet der Krähen Nervenzellen mit erstaunlichen Eigenschaften. Die eine Gruppe der Nervenzellen antwortete ausschließlich und immer dann, wenn die Krähe die „gleich-Regel“ anwenden musste, während eine andere Gruppe von Nervenzellen immer nur bei der „ungleich-Regel“ aktiv war. Anhand der Regelzellen war oft vorherzusehen, welche Regel die Krähen befolgen würden, noch bevor sie die Auswahl trafen.

Mit der in der Fachzeitschrift Nature Communications vorgestellten Arbeit ergeben sich wertvolle Einblicke, wie im Lauf der Evolution intelligentes Verhalten mehrmals unabhängig voneinander hervorgebracht und hirnorganisch verwirklicht wurde. „Bei Vögeln sind viele Funktionen anders verwirklicht, uns trennt eine sehr lange evolutionäre Entwicklung von diesen direkten Nachfahren der Dinosaurier“, sagt Lena Veit. „Wir können also im Gehirn der Vögel eine alternative Lösung dafür finden, wie mit verschiedenen anatomischen Voraussetzungen die gleichen Intelligenzleistungen hervorgebracht werden können.“ Trotz der Unterschiede im Gehirn sind sich die Regelzellen bei Krähen und Primaten zum Verwechseln ähnlich ‒ sie deuten also auf ein allgemeines Prinzip hin, das sich im Laufe der Evolution immer wieder bewährt hat. „So wie man durch den Vergleich der grundsätzlich verschieden aufgebauten Flügel von Vögeln und Fledermäusen allgemeine Prinzipien der Aerodynamik ableiten kann, so können wir auch durch die Untersuchung der funktionalen Gemeinsamkeiten und Unterschiede der entsprechenden Areale des Vogel- und Säugergehirns auf allgemeine Prinzipien der Funktionsweise des Gehirns schließen“, erläutert Professor Andreas Nieder.

Originalveröffentlichung:
Lena Veit & Andreas Nieder: Abstract rule neurons in the endbrain support intelligent behaviour in corvid songbirds. Nature Communications ; DOI: 10.1038/ncomms3878.
Kontakt:
Prof. Dr. Andreas Nieder
Universität Tübingen
Fachbereich Biologie
Tierphysiologie/Institut für Neurobiologie
Telefon + 49 7071 29-75347
andreas.nieder[at]uni-tuebingen.de

Antje Karbe | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-tuebingen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Salmonellen als Medikament gegen Tumore
23.10.2017 | Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung

nachricht Add-ons: Was Computerprogramme und Proteine gemeinsam haben
23.10.2017 | Universität Regensburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Salmonellen als Medikament gegen Tumore

HZI-Forscher entwickeln Bakterienstamm, der in der Krebstherapie eingesetzt werden kann

Salmonellen sind gefährliche Krankheitserreger, die über verdorbene Lebensmittel in den Körper gelangen und schwere Infektionen verursachen können. Jedoch ist...

Im Focus: Salmonella as a tumour medication

HZI researchers developed a bacterial strain that can be used in cancer therapy

Salmonellae are dangerous pathogens that enter the body via contaminated food and can cause severe infections. But these bacteria are also known to target...

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Konferenz IT-Security Community Xchange (IT-SECX) am 10. November 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Luftfracht

23.10.2017 | Veranstaltungen

Ehrung des Autors Herbert W. Franke mit dem Kurd-Laßwitz-Sonderpreis 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Magma sucht sich nach Flankenkollaps neue Wege

23.10.2017 | Geowissenschaften

Neues Sensorsystem sorgt für sichere Ernte

23.10.2017 | Informationstechnologie

Salmonellen als Medikament gegen Tumore

23.10.2017 | Biowissenschaften Chemie