با وزن ۸ کیلوگرم، نهنگ عنبر (Physeter macrocephalus) بهطور متوسط دارای بزرگترین مغز است، اما وزن کل بدن این جانور ۴۵ تن است و نسبت وزن مغز به بدن در آن ۱:۵۱۰۰ است. اما کدام حیوان بزرگترین مغز را نسبت به اندازه بدن خود دارد؟ مطالعهای که سال ۲۰۰۹ در مجلهی Brain, Behavior and Evolution منتشر شد، نشان داد جنس بسیار کوچکی از مورچهها بزرگترین مغز را نسبتبه اندازه بدن خود دارد.
مورچههای جنس Brachymyrmex دارای میانگین وزن بدن ۰٫۰۴۹ میلیگرم و میانگین وزن مغز ۰٫۰۰۶ میلیگرم هستند. برایناساس، مغز این مورچه تقریباً ۱۲ درصد وزن بدنش است و بدینترتیب، نسبت وزن مغز به بدن آن حدود ۱:۸ است.
چرا حیوانات مغزهای بزرگتری تکامل میدهند؟
بهطور مطلق، اندازه مغز حیوانات معمولاً همگام با اندازه بدن حیوان افزایش میکند. اندازه بزرگتر مغز بهطور معمول با سه عامل در ارتباط است. سوفی اسکات، استاد عصبشناسی شناختی در کالج دانشگاهی لندن گفت: «سرمایهگذاری مادری، پیچیدگی رفتار و اندازه بدن.» اسکات به لایوساینس گفت: «داشتن بدن بزرگتر بهمعنای نیاز به کنترل بیشتر آن است. شکارچیان رأس هرم غذایی معمولاً بزرگ هستند و بهعلت نیاز به رفتارهای پیچیدهتر مانند توانایی فریب دادن طعمه، از داشتن مغز بزرگتر سود میبرند.»
اما اندازه مغز پیشبینیکننده کاملی از هوش حیوانات نیست. طبق مطالعهای که سال ۲۰۱۴ در مجلهی Frontiers in Neuroanatomy منتشر شد، مغز فیل آفریقایی (Loxodonta africana) بهطور متوسط ۴٫۶ کیلوگرم وزن دارد که سه برابر بزرگتر از مغز انسان است. بهگفتهی اسکات، اندازه بزرگ مغز آنها تا حدی به دلیل مخچه بزرگ آنها است که برای هماهنگ کردن فعالیت عضله در تنه و گوشهای آنها استفاده میشود.
همانطور که اندازه مطلق مغز پیشبینیکننده خوبی از هوش حیوان نیست، مقایسه نسبت مغز به بدن نیز نمیتواند نشانگر هوش باشد. طبق مطالعهای که سال ۲۰۰۹ در مجلهی Frontiers in Human Neuroscience منتشر شد، انسانها و جوندگان تقریباً اندازه وزن مغز به بدن ۱ به ۴۰ دارند. اگرچه، طبق استدلال همان مطالعه، اگر اندازه موش به اندازه انسان بود، به این اندازه باهوش نبود، زیرا قشر مغز کوچکتری دارد (خارجیترین ناحیه از مغز که با پیچیدهترین عملکردهای روانی در ارتباط است) و نسبتبه انسانها نورونهای کمتری دارد. اسکات گفت:
اگر به مغز خرگوش، گربه و میمون کوچک نگاه کنید، اندازه آنها تفاوت چندانی با هم ندارد، اما رفتار آنها به دلیل ماهیت سلولهای مغزی بسیار متفاوت خواهد بود. اگر میمون را بررسی کنید، مغز یک نخستیسان را میبینید که لوب پیشانی بزرگتر و رفتارهای ناشی از حس کنجکاوی بیشتری دارد.
اسکات توضیح داد سازگارهایهای تکاملی ساختار مغز را تغییر میدهد، بهطوریکه اندازه برخی از نواحی افزایش پیدا کند و برخی از ارتباطات عصبی ترجیح داده میشود. در انسانها، اندازه قشر مغز و تراکم نورونهای قشر مغز نسبت به اندازه مغز نسبت به اندازه بدن، هوش ما را بیشتر توضیح میدهد. بهگفتهی اسکات: «درمقایسهبا حیوانات دیگر، بدن کوچکی برای اندازه مغز خود داریم.»
هنگام مقایسه مغز گونههای مختلف، مهم است که ساختار مغز و نیز اندازه مغز را درنظر بگیریم. ازآنجاکه نسبت اندازه مغز به بدن توسعه تکاملی قشر و تراکم ارتباطات عصبی موجود در آن ناحیه از مغز را درنظر نمیگیرد، دانشمندان ضریب مغزی (EQ) را بهعنوان معیار دقیقتری از هوش انسان درنظر میگیرند. ضریب مغزی اندازه نسبی مغز یک گونه خاص، درمقایسهبا اندازه مورد انتظار مغز گونههای دیگر با اندازه بدن مشابه است.
یکی از عوامل کلیدی تأثیرگذار در EQ اندازه نسبی قشر درمقایسهبا بقیه مغز است. براساس مقاله منتشرشده در Encyclopedia of Behavioral Neuroscience، مقایسه حیوانات براساس EQ آنها چشمانداز دقیقتری از هوش آنها درمقایسهبا نسبت مغز به بدن ارائه میکند، اگرچه بهاندازهی تعیین اندازه مطلق و تعامل نواحی انفرادی مغز دقیق نیست.
سپس مفهومی به نام قانون هالر وجود دارد: هرچه حیوان بزرگتر باشد، نسبت مغز به بدن آن کوچکتر خواهد بود. ولفیلا گروننبرگ، استاد نوروبیولوژی در دانشگاه آریزونا گفت: «ازآنجاکه اندازه مغز نسبتبه اندازه بدن سنجیده میشود، بهطور نسبی، کوچکترین حیوانات بزرگترین مغزها را دارند.»
برای مثال، مورچهها در مقایسه با پردهبالان دستهای که شامل زنبورها، وسپها (زنبورهای بیعسل)، زنبورها سرخ و ارهمگسها میشود، مغزهای نسبتاً کوچکی دارند. گروننبرگ گفت: فکر میکنیم علت آن است که مورچههای کارگر پرواز نمیکنند. پرواز به پردازش بینایی زیادی نیازی دارد، بنابراین، بسیاری از حشرات دارای توانایی پرواز چشمهای بزرگی دارند که منجر به لوبهای بینایی بزرگتر میشود. در برخی از حشرات مانند آسیابکها پردازش بینایی بیش از نیمی از کل مغز آنها را شامل میشود.
