Karnivor och deras hjärnor. (Kredit: Jeremy Teaford / Vanderbilt)

Hundar har betydligt mer neuroner i deras cerebrala cortex - "små grå celler" i samband med tänkande, planering och komplext beteende betraktas som kännetecken för intelligens än katter, rapporterar forskare.

"... hundar har den biologiska förmågan att göra mycket mer komplexa och flexibla saker med sina liv än katter kan."

"I denna studie var vi intresserade av att jämföra olika arter av köttätare för att se hur antalet neuroner i deras hjärnor är relaterade till hjärnans storlek, inklusive några favoritarter inklusive katter och hundar, lejon och bruna björnar", säger Suzana Herculano-Houzel, professor i psykologi och biovetenskap vid Vanderbilt University, som utvecklat metoden för att noggrant mäta antalet neuroner i hjärnan.

När det gäller hundar och katter går studien att hundar har ca 530 miljoner kortikala nervceller medan katter har omkring 250 miljoner. (Det jämförs med 16-miljarder i människans hjärna.)

"Jag tror att det absoluta antalet neuroner som ett djur har, särskilt i hjärnbarken, bestämmer riket i deras interna mentala tillstånd och deras förmåga att förutsäga vad som händer i sin miljö baserat på tidigare erfarenheter, förklarar Herculano-Houzel.

"Jag är 100-procent en hundperson", säger hon, "men med den ansvarsfriskelsen betyder våra resultat att hundar har den biologiska förmågan att göra mycket mer komplexa och flexibla saker med sina liv än katter kan. I det mindste har vi nu lite biologi som människor kan föra in i diskussionerna om vem som är smartare, katter eller hundar. "

Carnivora är en mångsidig ordning som består av 280-arter av däggdjur som alla har tänder och klor som tillåter dem att äta andra djur. Herculano-Houzel och hennes medarbetare plockade rovdjur att studera på grund av deras mångfald och stora utbud av hjärnstorlekar, liksom att de inkluderar både domesticerade och vilda arter.

Forskarna analyserade hjärnorna hos en eller två exemplar från var och en av åtta köttätande arter: friter, mongoose, tvättbjörn, katt, hund, hyena, lejon och brunbjörn.

Förväntningar mot verkligheten

De förväntade sig att deras mätningar skulle bekräfta den intuitiva hypotesen att hjärnor av köttätande bör ha mer kortikala nervceller än de herbivorer som de använder sig av. Det beror på att jakt är mer krävande, kognitivt sett, jämfört med växtätarens primära strategi att hitta säkerhet i rena siffror.

Det visade dock sig inte vara fallet. Forskarna bestämde att förhållandet mellan neuroner och hjärnstorlek hos små och medelstora köttätare var ungefär som hos herbivorer, vilket tyder på att det finns lika mycket evolutionärt tryck på växtätarna att utveckla hjärnans kraft att fly från rovdjur som det finns på köttätare att fånga dem.

Faktum är att för de största köttätarna är förhållandet mellan neuron och hjärna-storlek faktiskt lägre. De fann att hjärnan i en golden retriever har mer neuroner än en hyena, lejon eller brunbjörn, även om de större rovdjurna har hjärnor upp till tre gånger så stora.

Björnen är ett extremt exempel. Hjärnan är 10 gånger större än en katt, men har ungefär samma antal neuroner.

"Köttätning betraktas i stor utsträckning som en problemlösare när det gäller energi, men i efterhand är det uppenbart att köttslevande måste införa en delikat balans mellan hur mycket hjärna och kropp en art har råd med, säger Herculano-Houzel.

Jakt kräver mycket energi, särskilt för stora rovdjur, och intervallen mellan framgångsrika dödar är oförutsägbar. Det förklarar varför stora köttätande köttätare som lejon spenderar merparten av sin tid vilar och sover.

När det gäller energi är hjärnan det dyraste organet i kroppen och dess krav är proportionella mot antalet neuroner. Det behöver också energi kontinuerligt. Till följd av detta kan den mängd kött som stora jägare dödar och konsumerar och den intermittenta naturen av utfodring tycks begränsa sin hjärnutveckling.

Brainy tvättbjörnar

Studiens fynd utmanar också den rådande uppfattningen att tamdjur har mindre hjärnor än sina vilda kusiner. Förhållandet mellan hjärnstorlek och kroppsvikt hos de inhemska arter som de analyserade - friter, katt och hund - skedde inte på ett väsentligt annat sätt än de hos deras vilda släktingar - mongoose, tvättbjörn, hyena, lejon och brunbjörn.

Analysen upptäckte också att tvättbjörnen var en outlier-på den brainy sidan: Det packar samma antal kortikala nervceller som en hund i en hjärna storleken på en katt.

"Raccoons är inte din typiska köttätande," säger Herculano-Houzel. "De har en ganska liten hjärna men de har så många neuroner som du förväntar dig att hitta i en primat ... och det är många neuroner."

Enligt neurovetenskapliga läraren studerar olika arters hjärnor en viktig lektion: "Mångfald är enorm. Inte alla arter är gjorda på samma sätt. Ja, det finns igenkännliga mönster, men det finns flera sätt som naturen har funnit på att sätta hjärnor ihop - och vi försöker lista ut vilken skillnad det gör. "

{youtube}8Ah5G9iYLO0{/youtube}

Källa: Vanderbilt University

Forskarna rapporterar sina resultat i tidningen Gränser i Neuroanatomy.

Ytterligare forskare som bidrog till detta arbete är från Universidade Federal i Rio de Janeiro i Brasilien; Randolph-Macon College; University of California, Davis School of Medicine; King Saud University i Saudiarabien; och universitetet i Witwatersrand i Sydafrika.

Finansiering kom från James S. McDonnell Foundation; Schapiro grundforskningsfond vid Randolph-Macon College; Vice Deanship of Research Stolar vid King Saud University; Nationalforskningsstiftelsen i Sydafrika; och brasilianska crowdfunding bidragsgivare.

Relaterade böcker:

at InnerSelf Market och Amazon