Encefaliseringskoefficient

Encefaliseringskoefficienten ( encefaliseringsindex ; EQ ) är ett mått på relativ hjärnstorlek, definierad som förhållandet mellan faktiskt observerad hjärnmassa och den genomsnittliga förutsagda hjärnmassan för ett däggdjur av en given storlek. Designad för att ungefär karakterisera utvecklingen av ett djurs intelligens , används den ofta av forskare inom ett sådant vetenskapligt område som kognitiv etologi .

För första gången föreslog G. Jerison [1] en bedömning av encefaliseringen av olika djurarter med denna metod 1973 . Hans ursprungliga arbete föreslog formeln

där  är hjärnans massa i gram,  är kroppens massa i gram.

Formeln [2] används också

I tidiga arbeten om djurintelligens föreslogs att den skulle utvärderas på grundval av experimentella uppgifter som erbjuds djur. Denna teknik har dock inte vunnit popularitet, eftersom olika djur är specialiserade för att lösa olika typer av problem.

Hjärnans absoluta massa är inte heller ett objektivt kriterium för utvecklingen av intelligens, eftersom med en ökning av kroppens storlek krävs en ökande massa av hjärnan för att den ska kontrollera hjälpsystem, såsom andningssystemet, termoregleringssystemet, sinnesorgan och motorik. Ju större hjärnans massa i förhållande till kroppsvikten, desto mer hjärnvävnad finns tillgänglig för att lösa mer komplexa kognitiva uppgifter.

Ensefaliseringsindex ger ingen hög noggrannhet vid bedömning av intelligens, eftersom själva hjärnans struktur är av stor betydelse. Hos däggdjur är området för hjärnbarken ( neocortex ) viktigt, vilket ökar på grund av hjärnvikningarna. Därför används encefaliseringsindexet för att identifiera utvecklingstrender och potentialer för olika arter.

Under däggdjurens utveckling ökar medelvärdet av encefaliseringskoefficienten: i eocen var det 0,026, i Pleistocene  - 0,055, i moderna arter - 0,115.

Jämförande tabell över EQ i olika djur

Nedan finns en jämförande tabell över hjärnans massa, encefaliseringskoefficient och antalet neuroner i hjärnan för olika djurarter.

Av alla fiskformer har hajar den högsta EQ , och bland ryggradslösa djur  har bläckfiskar den högsta EQ .

Andra odds

• Cerebraliseringskoefficienten  är produkten av hjärnans relativa och absoluta massor [11] .
  • personer - 32
  • elefanter - 10
  • hominider - 7,35
  • valar - 6,25
  • insektsätare — 0,06

Allometriska ekvationer

Inom biologin finns det ofta situationer när någon parameter hos en levande organism beror på en annan parameter (till exempel hjärnmassa mot kroppsmassa) enligt ett mer komplext förhållande än direkt proportionalitet. Studier visar att sådana beroenden oftast beskrivs av den så kallade allometriska ekvationen, som i allmänhet är ett maktberoende [12]

eller i logaritmiska koordinater

där x  är en ingångsparameter, y  är en utdataparameter, a och b  är några koefficienter.

Pionjären i tillämpningen av den allometriska ekvationen inom biologi var O. Snell, som 1891 publicerade ett välkänt arbete om att jämföra intelligensen hos olika djurarter [13] . Snell fann att hos större däggdjur utgör hjärnan en mindre andel av kroppsmassan, men intelligensen hos djur med ökande storlek tenderar inte att minska. Förutsatt att intelligensen hos däggdjur i genomsnitt inte beror på deras storlek, introducerade Snell ett visst genomsnittligt beroende av hjärnmassan av kroppsmassa och presenterade det i formen

och exponenten b var ungefär 0,68. Avvikelser av hjärnans massa från värdet som beräknats med denna ekvation, ansåg Snell vara en objektiv indikator på djurets intelligens.

Under nästa århundrade bekräftades formen av detta beroende och värdena för koefficienterna upprepade gånger av forskning. Sålunda, i en artikel av V. Stahl [14] , publicerad 1965, tillsammans med data om andra organ, ges följande koefficienter för hjärnmassans allometriska beroende av kroppsmassa:

Mätning av hjärnmassan för andra klasser av ryggradsdjur visade att däggdjur och fåglar med samma vikt har ungefär samma hjärnmassa, vilket avsevärt överstiger hjärnmassan hos fiskar och reptiler med samma vikt [15] . Tanken att dinosaurier hade mindre hjärnor än moderna reptiler stöds inte av biometriska data. I det intervall av kroppsmassor som är typiskt för moderna reptiler sammanfaller intervallen för hjärna och kroppsmassa för reptiler och dinosaurier. Med stora kroppsmassor som är karakteristiska för stora dinosaurier, växer hjärnans massa i ett maktlagsberoende med den vanliga exponenten på 0,65-0,70 för ryggradsdjur.

Anteckningar

1. ↑ Harry J. Jerison. Utveckling av hjärnan och intelligens. - Academic Press, 1973. - 482 sid. — ISBN 0123852501 , 9780123852502..
2. ↑ Timothy B. Rowe, Thomas E. Macrini, Zhe-Xi Luo . Fossila bevis om ursprunget till däggdjurshjärnan Arkiverade 18 januari 2013 på Wayback Machine // Science. 2011. V. 332. P. 955-957 ( recension på ryska Arkiverad 11 augusti 2012 på Wayback Machine ).
3. ↑ För data som ges i [Roth, 2005] beräknas kroppsvikten grovt med hjälp av Jerison-formeln baserad på hjärnmassa och EQ.
4. ↑ Saveliev S.V. Förändring och genialitet. — VEDI, 2012. — 128 sid. - ISBN 978-5-94624-041-3 .
5. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Comparative Psychology: Evolution and Development of Behavior, 2nd Edition - Google R. Papini Books - Mauricio Books . Hämtad 2 oktober 2017. Arkiverad från originalet 29 maj 2020. (obestämd)
6. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 Den moderna vetenskapen av människan, arkitekten och framtidens vetenskapshistoria . daterad 15 november 2011 på Wayback Machine
7. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 W. I. Sellers Primate Brains .
8. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 Gerhard Roth och Ursula Dicke Way and Intelligence of the Archived 0 , July 3, Archived 0 . TRENDS in Cognitive Sciences, Vol. 9, nr. 5 maj 2005.
9. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Lori Marino, Daniel Sol, Kristen Toren, Louis Lefebvre Begränsar dykning hjärnstorleken hos valar? Arkiverad 1 oktober 2011 på Wayback Machine Marine Mammal Science, 22(2): 413–425 (april 2006). DOI: 10.1111/j.1748-7692.2006.00042.x.
10. ↑ ResearchGate - Dela och upptäck forskning  (otillgänglig länk)
11. ↑ Om närvaron av en svans hos representanter för främmande raser ... . Hämtad 15 oktober 2006. Arkiverad från originalet 24 mars 2006. (obestämd)
12. ↑ Schmidt-Nielsen K. Djurstorlekar: varför är de så viktiga?: Per. från engelska. - M .: Mir, 1987. - 259 s., ill.
13. ↑ Snell 0., Das Gewicht des Gehirnes und der Hirnmantels der Saugethiere in Beziehung zu deren geistigen Fähigkeiten, Sitzungsberichte der Gesellschafl für Morphologie und Physiologie in München, 7, 90-94, 1891.
14. ↑ Stahl WR Organvikt hos primater och andra däggdjur, Science, 150, 1039-1042, 1965.
15. ↑ Jerison HJ Brutto hjärnindex och analysen av fossila endocasts, i: Advances in Primatology, vol. 1: The Primate Brain (CR Noback, W Montagna, red.), s. 225-244, New York, Appleton-Century Crofts, 1970.

Länkar

• Lori Marino Cetacean Brain Evolution: Multiplikation genererar komplexitet . International Journal of Comparative Psychology, 2004, 17, 1-16.
• Jim Moore Allometry , 2002.