1. oldal
Amikor felmerül az a kérdés, hogy mi különbözteti meg az embert a többi állattól, a legtöbb szakértő egyetért abban, hogy a válasz a kognitív képességekkel áll kapcsolatban. Agyunk valamiért másként működik, sokkal összetettebb gondolkodást tesz lehetővé, mint az állatvilág többi tagjának agya. Bár hiba lenne azt gondolni, hogy az evolúció az emberi fajban teljesedett ki, az kétségkívül igaz, hogy (legjobb tudomásunk szerint) csak mi kutatjuk másságunk titkait, vagyis mi tesszük mikroszkóp alá más fajok szöveteit, nem pedig fordítva.
Az emberi agyat valamilyen okból másfajta problémák foglalkoztatják, mint a többi faj egyedeit. Sokan úgy vélik, hogy ennek hátterében hatalmas agyunk áll: ha az agy felel a tudatos gondolkodásért, a nagyobb agy fejlettebb kognitív képességeket tesz lehetővé, gondolhatnánk. De akkor mi a helyzet az elefántokkal? Ezek agya jóval méretesebb az emberénél, viselkedésük mégsem olyan összetett és flexibilis, mint fajunk tagjaié.
A nagyobb agyméret és a kognitív képességek fejlettsége közti kapcsolat ráadásul csak akkor állhat fent, ha feltételezzük, minden agy egyformán épül fel, és a nagyobb térfogat több idegsejtet is jelent. Ez azonban nem igaz, állítja Suzana Herculano-Houzel brazil neurológus. A főemlősök agya éppen attól tűnik érdekesnek, hogy ennek szerkezete úgy alakult az evolúció során, hogy minél kisebb térbe minél több idegsejt férjen el.
A kognitív képességek másik lehetséges fokmérőjeként tehát az idegsejtek száma adódik, mondja a kutató, aki társaival azt igyekszik felderíteni, hogy milyen kvantitatív mutatók mentén lehet megragadni az ember és a többi állat gondolkodásában jelentkező kvalitatív különbségeket.
Az elmúlt évek kutatásai persze számos esetben igazolták, hogy egyes nem emberi fajok tagjai lenyűgöző mentális képességekkel rendelkeznek. A főemlősök és a varjak ügyes eszközhasználók, a papagájok képesek megtanulni egyes tárgyak nevét, a gorillák és a csimpánzok el tudják sajátítani a jelnyelvet, és a csimpánzok képesek felfogni a hierarchikus sorozatok lényegét is, vagyis nagyság szerint sorba tudják rendezni az egyforma alakú formákat.
A csimpánzok és az elefántok időnként együttműködnek, ha egy távoli táplálékforrást akarnak megközelíteni. A főemlősök képesek felmérni fajtársaik kedélyállapotát, és megtéveszteni egymást. Ha a szarka észreveszi, hogy tanúja van annak, hova rejtette el táplálékát, amint a leselkedő eltűnik, másik rejtekhelyet keres. A csimpánzok, a gorillák, az elefántok, a delfinek és a szarkák is képesek felismerni önmagukat a tükörben.
Ezek a rendkívül érdekes megfigyelések kiválóan jelzik, hogy bizonyos körülmények között milyen magas szintű gondolkodásra képesek a nem emberi fajok tagjai. Fontos ugyanakkor leszögezni, hogy a legtöbb említett viselkedést legfeljebb néhány alkalommal figyelték meg a kutatók egy-egy faj tagjain, ezek nem alkalmasak tehát arra, hogy egy kognitív képességek felmérését célul kitűző, összehasonlító elemzést rájuk alapozzanak a szakértők. A gondolkodás összetettségét valamilyen más módon kell mérni ahhoz, hogy az eredmény fajonként összevethető legyen.
Erre tett kísérletet egy 2014-es kutatás, amelynek során a szakértők több faj egyedein vizsgálták az önuralom képességét. Ennek mértéke az előzetes feltevések szerint a homloklebenyi kéregrész összetettségétől függ. A rágcsálókon, kutyaféléken, ázsiai elefántokon, madarakon és főemlősökön elvégzett vizsgálatból az derült ki, hogy az önuralom mértéke az agy térfogatával korrelál. A sorból egyetlen faj, az elefánt lógott ki, amely óriási agymérete ellenére elképesztően leszerepelt a teszteken.
Az eredményre persze többféle magyarázat is lehetséges. Elképzelhető, hogy a vizsgált elefántokat nem érdekelte a feladat vagy a jutalom, vagy egyszerűen örömüket lelték abban, hogy gondozóikat idegesítik (ami egyébként a főemlősökön végzett kísérletek során meglepően gyakran előfordul). És persze az is lehetséges, hogy az afrikai elefánt agykérgének homloklebenyi része egyszerűen kevesebb neuront tartalmaz, mint ami a többi vizsgált fajra jellemző.
2. oldal
Herculano-Houzel és társai hamar rájöttek, hogy a vizsgált rágcsálók és főemlősök agyában jelentős eltérések figyelhetők meg az egyes agyi régiókban található neuronok számának arányában. A szakértők úgy becsülték, hogy ha az elefánt agya a rágcsálókéhoz hasonló felépítésű, akkor agykérge 3 milliárd, kisagya pedig 21 milliárd neuront tartalmazhat. Összehasonlításképpen az emberi agykérget 16 milliárd, a kisagyat 69 milliárd idegsejt építi fel. Ha viszont az elefánt agya inkább a főemlősök agyára hasonlít, agykérge 62 milliárd, kisagya pedig 159 milliárd neuront is tartalmazhat.
Az elefántok persze se nem rágcsálók, se nem főemlősök, hanem az Afrotheria öregrend tagjai, amelybe rajtuk kívül több kistestű emlős, például az elefántcickányok, illetve néhány közepes és nagyobbacska állat – pl. szirtiborzok, tengeri tehenek – is beletartozik. A csoport korábbi vizsgálatai ugyanakkor azt mutatták, hogy az öregrend kistestű tagjainak agya a rágsálókéhoz nagyon hasonlóan épül fel.
A legfontosabb kérdés az volt, hogy az afrikai elefánt agya, amely több mint háromszor nehezebb az emberénél, mennyi idegsejtet tartalmaz. Ha többet, mint az emberi agy, ez cáfolhatja a kogníció és az idegsejtek száma közti kapcsolat fennállását. Ha viszont az emberi agy jelentősen kisebb mérete ellenére is több neuronnak ad otthont, az alátámaszthatja Herculano-Houzel hipotézisét.
A gondolkodás összetettsége szempontjából különösen érdekesnek tűnt, hogy hány neuronból áll össze az elefántok agykérge, hiszen a tudomány jelen állása szerint az agy ezen része felel az absztrakt gondolkodásért, az összetett döntéshozatalért és a hosszú távú tervek létrehozásáért. A kéreg ugyanakkor a legfrissebb kutatások szerint komplex kapcsolatban áll a kisaggyal is, és egyre több jel utal arra, hogy a két agyrész közösen dolgozza fel az információkat. A kutatás eredménye szempontjából tehát a kisagy neuronjainak száma is érdekesnek tűnt.
A szakértők nekiláttak az afrikai elefánt idegsejtjeinek számbavételének. A több mint 2,5 kilogrammos agyat először vékony szeletekre vágták egy méretes henteskéssel (eleinte egy felvágottak szeletelésére használt géppel próbálkoztak, ennek használata során azonban túl nagy volt az anyagveszteség) , majd nekiláttak a belső struktúrák különválasztásának. A kérget és a kisagyat aztán még kisebb darabokra szelték, majd különválasztották a szürke- és a fehérállományt. Végül 381 szövetdarabot kaptak, amelyeket egyesével kellett feldolgozni. Az 5 gramm fölötti minták elemzése egyenként több napot vett igénybe. Amikor két hónap elteltével még mindig csak a minták tizedén voltak túl, a kutatócsoport tagjai úgy döntöttek, hogy segítségre van szükségük, így elkezdtek egyetemi hallgatókat is bevonni a munkába.
A stratégia bevált, és lelkes csapatnak végül hat hónap alatt sikerült az elefánt agykérgének minden egyes idegsejtjét mikroszkóp alatt számba venni. És hogy mi lett a végeredmény? Az afrikai elefánt jóval több, háromszor annyi idegsejtet hordoz agyában, mint az ember: összesen 257 milliárd neuront az ember 86 milliárd idegsejtjéhez képest. A sejtek elhelyezkedése ugyanakkor rendkívül meglepő: az elefántok neuronjainak 98 százaléka a kisagyban kap helyet. És bár minden emlősre jellemző, hogy a kisagy tartalmazza idegsejtjeik javát, az elefántok vizsgálata előtt egyetlen olyan állatot sem találtak, amelynek kisagya az agyi neuronok 80 százalékánál többnek adott volna helyet. Az óriási aránytalanság eredményeként az elefántok agykérge mindössze 5,6 milliárd idegsejtből épül fel, ami rendkívül kevés az ember 16 milliárd agykérgi neuronjához képest.
Úgy tűnik tehát, hogy a kognitív képességek szempontjából az a döntő, hogy hány idegsejt építi fel az agykérget, mondja Herculano-Houzel. Ez a „képlet” a többi megvizsgált emlősre is helytállónak tűnik. A fajok agykérgi neuronok száma alapján felállított sorrendje sokkal inkább megfelel az intelligenciával kapcsolatos megfigyeléseknek, mint az agy tömege alapján felállított sorrend, amely az elefántot az ember elé, és a zsiráfot a nem emberi főemlősök elé sorolja.
Az emberi kogníció a kutatók szerint két dolognak köszönheti magas szintjét: fajunk tagjai az élővilágban egyedülállóan nagyszámú agykérgi neuronnal rendelkeznek, és ezeket képesek is ellátni megfelelő mennyiségű energiával. A főzés és a mezőgazdaság elterjedése ugyanis lehetővé tette, hogy sokkal bőségesebben étkezzünk, mint a vadon élő fajok tagjai.
