鳥の脳は小さくてもぎっしり。カラスやオウムの脳には、同じ重さのサルの脳の約2倍の神経細胞

すぐに物事を忘れる人を、「鳥頭」とからかうことがあります。「ニワトリは三歩歩けば忘れる」という言い方もあります。鳥の脳は小さいから、頭もよくないだろう。そう思っている人は多いはずです。

ところが、鳥の脳の中にある神経細胞を1つずつ数えた研究があります。28種の鳥を調べると、オウムやカラスの仲間の脳には、神経細胞がぎっしりつまっていました。同じ重さの脳で比べると、サルの仲間の約2倍です。大型のカラスやオウムでは、大脳の神経細胞が、脳のずっと大きいオマキザルやアカゲザルより多くなっていました。

脳の大きさだけを見ていると、この事実は見えてきません。脳の中に、何がどれだけつまっているか。それを数えたことで、「小さい脳＝頭が悪い」という見方がくずれ始めたのです。

01鳥の脳は小さい。それでもカラスやオウムは、類人猿に近いことをやってのける

カラスやオウムのかしこさは、多くの研究で確かめられています。論文の中で研究チームは、例をいくつもあげています。道具を作って使う。ひらめいたように問題を解く。鏡にうつった自分に気づく。先のことに備えて計画を立てる。オウムの仲間は、人の言葉を覚えて、人とのやりとりに使うこともできます。

たとえば2017年、スウェーデンのルンド大学の研究者がワタリガラスを調べました。ワタリガラスは、道具を使う場面や、人と品物を交換する場面に備えて、前もって計画を立てられました。その場面が来るまで最大17時間あいても、計画どおりに行動できました。目の前の誘惑をがまんすることもできました。研究者は、この成績が類人猿に並ぶと書いています。

ところが、鳥の脳はとても小さいのです。カラスの仲間でいちばん脳が大きいワタリガラスでも、脳の重さは平均15.4gです。オウムの仲間でいちばん大きいスミレコンゴウインコでも、24.7gです。

脳の研究では、小さい脳は処理できる情報も少ないはずだと考えられてきました。では、鳥はどうやって、小さな脳でかしこくふるまえるのでしょうか。

0228種73羽の脳を部分ごとにとかして、神経細胞の数を数えた

この謎に取り組んだのが、チェコのカレル大学のパヴェル・ネメツ（Pavel Němec）さんたちのチームです。ブラジルの脳研究者スザーナ・エルクラーノ＝ウーゼル（Suzana Herculano-Houzel）さんや、オーストリアのウィーン大学の研究者も加わりました。

チームが調べたのは、28種73羽の鳥です。オウムの仲間が11種、カラスをふくむ「鳴き鳥」が13種です。鳴き鳥は、さえずりを覚えて歌う鳥の仲間で、スズメやカラスもふくまれます。比べるために、エミュー、ニワトリの祖先のセキショクヤケイ、ハト、メンフクロウも調べました。

鳥は、飼育業者から買ったり、チェコの野外で許可を得てつかまえたりしました。鳥は麻酔で死なせたあと、脳を取り出しました。実験は、大学の動物実験の委員会の許可を受けています。

神経細胞を数えるのに使ったのは、「等方性分割法」という方法です。手順は次のとおりです。

• 脳を、大脳・小脳などの部分に切り分ける
• それぞれの部分をすりつぶして薬で細胞をこわし、細胞の「核」が水にただよう液にする
• 液をよくかきまぜ、ほんの少しだけ取って、顕微鏡で核の数を数える
• 神経細胞の核だけに光る印をつけ、全体の何割が神経細胞かを調べる

核の数を数えれば、細胞の数が分かります。この方法で、28種の脳を同じやり方で比べました。

03同じ重さで比べると、鳥の脳はサルの仲間の約2倍の神経細胞を持っていた

結果は、はっきりしていました。オウムの仲間と鳴き鳥の脳は、同じ重さのサルの仲間の脳の約2倍の神経細胞を持っていました。ネズミの仲間の脳と比べると、2〜4倍でした。鳥の脳では、1つ1つの神経細胞が小さく、すき間なくつまっていたのです。

体の大きさで比べると、差はさらに目立ちます。キクイタダキは、体重5gほどの小さな鳴き鳥です。体はマウスより約9倍も軽いのに、脳の神経細胞はマウスの約2.3倍ありました。

いちばん多かったのは、大型のカラスとオウムです。ワタリガラスの脳には約22億個、ルリコンゴウインコの脳には約31億個の神経細胞がありました。これは、小型のサルや、ずっと体の大きいひづめのある動物に並ぶ数です。

04大型のカラスとオウムの大脳には、サルより多い神経細胞があった

考える働きに深くかかわるのは、大脳です。チームは、大脳のうち「外套（がいとう）」とよばれる部分の神経細胞を、とくにくわしく数えました。外套は、オウムや鳴き鳥では大脳の体積の8〜9割ほどをしめる部分です。人やサルでは、ものを考えるときに働く「大脳皮質」などが外套にふくまれます。

鳥の大脳のこの部分には、サルの仲間の3〜4倍の密度で神経細胞がつまっていました。そのうえ、オウムや鳴き鳥では、脳が大きい種ほど、神経細胞の多くが大脳に集まっていました。

その結果、次のようなことが起きていました。ワタリガラスとミヤマオウムの大脳の外套には、約12億個の神経細胞がありました。オマキザルより多い数です。ルリコンゴウインコでは約19億個で、アカゲザルより多い数でした。カラスやオウムの脳は、オマキザルやアカゲザルの脳よりずっと小さいのにです。

人の脳と比べると、つくりの違いがよく分かります。人の大脳皮質は、脳の重さの82%をしめます。けれども、そこにある神経細胞は、脳全体の19%にすぎません。人の脳の神経細胞の多くは、小脳にあります。オウムでは、大脳の外套に脳全体の神経細胞の46〜61%が集まっていました。

05ただし「神経細胞が多い＝かしこい」とまでは、まだ言えない

ここで、言いすぎに気をつけたいところです。この研究で分かったのは、神経細胞の「数」です。数が多いから鳥がかしこい、という因果関係までは確かめられていません。チーム自身も、神経細胞の数や密度と、かしこさとの関係は、行動の研究と合わせて調べる必要があると書いています。

数だけでは決まらないことは、データの中にも表れています。エミューの脳は約22gで、ヨウムの脳の2倍以上の重さがあります。それでも、神経細胞の数はヨウムより少なく、約13億個でした。神経細胞どうしがどうつながっているかも、この方法では分かりません。

1種あたりに調べた鳥は、多くて3羽でした。オスとメスの差を調べるには、数が足りなかったとチームは書いています。

また、「鳥」とひとまとめにはできません。エミュー、セキショクヤケイ、ハトは、同じ大きさの脳のオウムや鳴き鳥より、神経細胞がずっと少なかったのです。たとえば、セキショクヤケイの体重はシジュウカラの仲間の約50倍ですが、脳の神経細胞の数はほぼ同じでした。

それでも、セキショクヤケイの大脳の外套の神経細胞のつまり方は、サルの大脳皮質と同じくらいでした。チームは、大脳に神経細胞がぎっしりつまっていることは、鳥全体の特徴らしいと考えています。そして、ニワトリの行動の研究も進んでいます。ニワトリの行動の研究をまとめた2017年の論文によると、ニワトリは、動くところを見たボールがかくされても、その動きを最大180秒覚えていました。三歩どころではありません。

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なぜそうなったのか。研究の歴史と、まだ決着していない議論まで。

研究の歴史：100年前、鳥の大脳は「本能の部分」だと考えられていた

鳥の脳が見下されてきたのには、歴史があります。100年ほど前、「比較神経解剖学の父」とよばれるエディンガーが、背骨のある動物の脳の進化の理論を立てました。その理論では、鳥の大脳は、ほとんどが「大脳基底核」でできているとされました。大脳基底核は、本能的な行動だけを受け持つ部分と考えられていました。一方、柔軟な行動には、哺乳類の大脳皮質が必要だとされたのです。この考えにもとづく脳の部分の名前は、その後も長く使われてきました。

20世紀の終わりになると、この見方がまちがっていたことを示す証拠が集まりました。鳥の大脳には、哺乳類の大脳皮質と同じような働きをする大きな部分がありました。そこで世界の脳研究者が集まり、6年ほどかけて話し合いました。そして、鳥の大脳の部分の名前を100年ぶりに新しくしました。2005年の論文で、その考え方が説明されています。名前は実験や考え方を左右する、というのがその理由でした。

進化の理由：なぜ鳥は脳に神経細胞をつめこんだのか

鳥は空を飛ぶので、体や頭を重くできません。ネメツさんたちは、かしこさを高めたいという進化の力と、脳を大きくできないという制限が同時に働いたと考えています。その結果、小さな神経細胞をぎっしりつめる方向に進化したのかもしれない、というのです。

ほかの理由もあげられています。オウムや鳴き鳥のひなは、生まれてから長いあいだ親に世話をされます。そのあいだに、脳がゆっくり育つ時間ができます。また、神経細胞がぎっしりつまっていると、細胞どうしの距離が短くなります。そのぶん情報を速く処理できるかもしれない、とチームは書いています。ただし、これらはまだ仮説です。

ほかの動物との比較：カラスの脳は「大きくなった鳴き鳥の脳」

カラスの仲間の脳は、ほかの鳴き鳥の脳と同じ決まりで作られていました。神経細胞の大きさやつまり方は変わらず、脳が大きくなったぶん、神経細胞の数が増えていたのです。チームはこれを、人の脳がほかの霊長類の脳を大きくした形であるのと同じだ、と説明しています。

キクイタダキの大脳の外套には、約6400万個の神経細胞がありました。マウスの外套の5倍近くです。キクイタダキの体重は、マウスの9分の1ほどしかありません。

研究方法の強みと限界

等方性分割法を使うと、脳の部分ごとの細胞の数を数えられます。哺乳類でも、同じ方法で数えたデータがすでにありました。そのため、28種もの鳥を、哺乳類と同じものさしで比べられました。

一方で、細胞をとかしてしまうので、神経細胞どうしのつながりや、1つ1つの細胞の形は分かりません。チームは今後、大脳のどの部分にどれだけ神経細胞があるかを細かく調べ、行動の研究と合わせる必要があると書いています。

06まとめ

28種の鳥の脳の神経細胞を数えると、オウムやカラスの仲間の脳は、同じ重さのサルの仲間の脳の約2倍の神経細胞を持っていました。大型のカラスやオウムの大脳には、脳のずっと大きいオマキザルやアカゲザルより多くの神経細胞がありました。

ただし、神経細胞の数がそのままかしこさを決めるかどうかは、まだ確かめられていません。脳の大きさだけで頭のよさは決まらない、というところまでが、今言えることです。

この研究で調べたワタリガラスの脳は、重さ約14gでした。その中に、約22億個の神経細胞がつまっていました。