Ben jij slimmer dan een konijn?
Je denkt waarschijnlijk van wel. Maar op welke manier, precies? Neurowetenschappers Laurel Carney en collega’s melden dat het konijnenbrein merkwaardig inefficiënt is – en stellen de hypothese dat het menselijk brein beter is: Suboptimal Use of Neural Information in a Mammalian Auditory System
Carney et al vonden dat konijnen niet erg goed zijn in het horen van een bepaald kenmerk van geluiden, amplitudemodulatie genoemd. Konijnen die getraind waren om het verschil te horen tussen gemoduleerde en ongemoduleerde geluiden (en voor correcte antwoorden een smakelijk voedselbolletje verdienden) konden alleen slagen als de mate van modulatie vrij hoog was. Mensen kunnen een veel zwakkere modulatie waarnemen.
Op zichzelf zou dit kunnen betekenen dat de oren van konijnen niet zo goed zijn in het oppikken van deze stimuli als de onze. Maar Carney et al ontdekten dat de hersenen van het konijn wel degelijk de informatie coderen die nodig is om even goed te presteren als de mens.
Met behulp van opname-elektroden ontdekten zij dat de IC van de colliculus inferior van het konijn wel degelijk reageert op amplitudemodulatie op het lage niveau dat de mens kan waarnemen. De IC doet dit echter op een tamelijk subtiele manier, waarbij de aanwezigheid van modulatie leidt tot verschillen in de timing (synchronie) van celvuren.
Alleen bij hogere niveaus van modulatie beginnen cellen in de IC te reageren op modulatie in termen van de totale snelheid van vuren. Konijnen schijnen dit te kunnen horen. Deze grafieken tonen het resultaat: de top van de grafiek toont minder modulatie, d.w.z. een moeilijkere taak.
De zwarte lijn toont de menselijke gedragsprestatie, terwijl de onderste, d.w.z. slechtere, grijze lijn die van het konijn is. De blauwe stippen tonen de vuurtempo reactie van individuele IC cellen van konijnen op modulatie; je kunt zien dat de meest gevoelige cellen vrij goed overeenkomen met de gedragsprestaties van konijnen.
Maar de rode stippen laten zien dat veel cellen van konijnen veel gevoeliger waren voor modulatie dan dit – als je kijkt naar de synchronie van hun vuren. De beste konijncellen waren, paradoxaal genoeg, beter in de taak dan de konijnen zelf, en benaderden de menselijke prestatie.
Dit roept het fascinerende idee op dat de reden dat wij beter zijn dan konijnen in het horen van amplitudemodulatie, is dat onze hersenen beter gebruik kunnen maken van dezelfde neurale informatie – dat wij op de een of andere manier neurale synchronie kunnen vertalen in gedrag terwijl konijnen dat niet kunnen (in dit geval.
Hoewel, dit is allemaal hypothetisch, omdat Carney et al geen opnames maakten van de menselijke inferieure colliculus. Het kan zijn dat wij net als konijnen vertrouwen op de vuursnelheid, en niet op de synchronie, en dat onze IC alleen sneller reageert met veranderde vuursnelheden. Carney et al schrijven dat dit onwaarschijnlijk is, maar ze kunnen het niet uitsluiten.
Nog steeds, ervan uitgaande dat we beter zijn in het efficiënt gebruik maken van neurale informatie, zou dit een algemene verklaring kunnen zijn voor waarom mensen slimmer lijken te zijn dan konijnen – of, inderdaad, andere dieren? Zou dit de basis kunnen vormen voor het “unieke karakter van de mens”? Waarschijnlijk niet (en de auteurs zeggen dat zeker niet.) Maar het is zeker een paper dat tot nadenken stemt.
Laurel H. Carney, & et al (2014). Suboptimaal gebruik van neurale informatie in een zoogdier auditief systeem Journal of Neuroscience DOI: 10.1523/JNEUROSCI.3031-13.2014