Beyin kitle indeksi

Beyin kitle indeksi, (İngilizce: Encephalization Quotient: EQ), belirli büyüklükteki bir hayvanın mevcut beyin kütlesi ile tahmini beyin kütlesinin oranını ifade eden beynin kapasitesidir. Aynı zamanda hayvan zekâsının kabaca tahmin edilmesi hipotezidir.[5]

Tür Beyin kitle
indeksi (EQ)[1]
İnsan7.4–7.8
Bottlenose yunusu4.14[2]
Katil balina2.57–3.3[2][3]
Şempanze2.2–2.5
Hint şebeği2.1
Fil1.13–2.36[4]
Köpek1.2
Sincap1.1
Kedi1.00
At0.9
Koyun0.8
Fare0.5
Keme0.4
Tavşan0.4

Bu, alometrik etkilerin hesaba katıldığı ham beyin vücut kütle oranına göre daha kolay ölçümdür. Diğer gruplar değil de daha çok memeliler ile ilişkilendirilerek formulüze edilir.[6]

Ayrıca hacim, kütle veya hücre sayısı, beynin enerji homeostazı, vücudun geri kalan kısmı ile kıyaslanır.

Beyin ile gövdenin boyut ilişkisi

Hayvanlarda vücut boyutu arttıkça genellikle beynin kapasitesi de artar (bu duruma pozitif korelasyon denir). Örneğin büyük hayvanlar küçüklere göre daha büyük beyne sahiptir.[7]. Fakat bu ilişki yine de doğrusal değildir. Küçük memeliler büyüklere göre daha büyük beyne sahiptir. Farenin beyin/vücut oranı insanlarda olduğu gibi 1/40 iken, filin beyin/vücut oranı 1/560'dır. Buna rağmen filler oldukça zeki hayvanlardır.[7][8]

Bu oran için birkaç neden vardır. Biri, sabit boyuta sahip nöronlardır. Örneğin nefes almak gibi hayati bir görevi yerine getirmek için beynin verdiği tepki, fare ile fillerde birbirine benzer. Bu, hem küçük hem de büyük boyutlu hayvanlarda nefes almak için beynin aynı sayıda ilgili birimi çalıştırdığı anlamına gelir. Kontrol fonksiyonlarının tümü vücut boyutuna bağlı değildir. Bu yüzden bazı büyük hayvanların beyinleri, küçük hayvanlara göre daha az karşılaştırma gerektirir . Bu fenomen, sefalizasyon faktörü olarak adlandırılır ve şöyle bir ilişki vardır: E = CS2. Burada E ve S, sırasıyla vücut ve beyin ağırlığı, C ise sefalizasyon faktörüdür.[9] Bu faktörü karşılaştırmak için, çeşitli hayvanların birbirlerine karşı olan beyin/vücut ağırlıklarını elde etmek üzere bir formül bulundu. Bu bir eğim grafiğine sahiptir.[10]

Sefalizasyon faktörü ve beyin kitle indeksi, H.J. Jerison tarafından 1960'larda bulundu.[11] Formül, eğim değişkenleri içindir. Fakat formülde deneysel olarak elde edilen Ew(beyin) = 0,12w(vücut)2/3 eşitliğinin bütün memeliler için sabit olduğunu göstermiştir.[6] Bu formül memeliler için bir başlangıç olmuştur ve diğer hayvanlar için de kullanılabilir. Diğer omurgalılar alt şubesinin bazıları için, bazen 2/3 kuvveti yerine 3/4 kullanılır. Omurgasızların birçoğunda formül, anlamsız (belirli bir kurala uymayan) sonuçlar vermiştir.[6]

Sonuç olarak memeliler için beyin kitle indeksi, EQ aşağıdaki şekilde formülüze edilir:

Burada , beyin kütlesi; , vücut kütlesi ve , hacim ile yüzey alanı arasındaki ilişkiyi ifade eder.

Hayvanlarda EQ ve zekâ
Tür Basit beyin vücut
oranı (E/S)[7]
küçük kuşlar1/12
insan1/40
fare1/40
yunus1/50
kedi1/100
şempanze1/113
köpek1/125
kurbağa1/172
aslan1/550
fil1/560
at1/600
köpekbalığı1/2496
su aygırı1/2789

Hayvanlarda zekâyı kanıtlamak zordur. Fakat daha ağır olan beyin, daha karmaşık bilişsel görevleri gerçekleştirebilir. Basit ham beyin vücut kütle oranının ölçüm yöntemine karşılık EQ formülü hayvanlardaki karmaşık davranışlar için daha iyi sonuçlar verir.

Hayvanlarda EQ yaklaşık olarak 1'e eşittir. Etçiller, balinalar ve primatlarda 1'den büyük iken; böcekçiller ve otoburlarda 1'den küçüktür. EQ, iki büyük etkene bağlıdır. Birincisi, bir işi gerçekleştirmek üzere gerekli enerji için kullanılan beynin ilgili birimi miktarı.[12] Kısmen besleyici özelliği az olan gıdalarla (bitkiler, böcekler) beslenen hayvanların büyük beyin için saklayacağı enerjileri az iken, enerji bakımından zengin olan gıdalarla (et, balık, meyve) beslenen hayvanların beyni daha büyük olur. İkincisi, gıda elde etmek için gereken beyin gücü. Genellikle avlarını bulmak ve öldürmek zorunda olan etoburlar elbette ki, otoburlara göre daha fazla bilişsel güç harcarlar.[13][14]

Beynin kapasitesi ile ilgili diğer faktörler sosyallık ve sürünün çokluğudur.[15] Tavşanlar, yalnız yaşayan hayvanlardır ve sosyal bir tür olan atlara göre daha az EQ'ya sahiptir. Benzer şekilde sosyal bir tür olan köpekler, çoğunlukla yalnız yaşayan kedilere göre daha yüksek EQ'ya sahiptir. Büyük sürüler halinde yaşayan ve/veya karmaşık sosyal yapıya sahip hayvanların EQ'ları da yüksektir. Yunuslar ve katil balinalar, diğer tüm balinalar takımına göre en yüksek EQ'ya sahiptir.[3] Muazzam derecede sosyal olan insanların elbetteki listenin en başında olması kaçınılmazdır.[1]

Memeli olmayan hayvanlarda karşılaştırma

Balıklar arasında en yüksek EQ manta raylarda bulunur[16]. Omurgasızlar arasından en yüksek EQ'ya sahip olan hayvan ya ahtapot[9] ya da salticidae [17] örümcek familyasıdır. Salticidae beyni aşırı derecede büyük olmasına rağmen insanlardan daha düşük EQ'ya sahiptir ve beyin vücut kütle oranı da düşüktür.[18][19][20] Sürüngenler memelilere göre yaklaşık 1/10 oranında EQ'ya sahiptir. Kuşların EQ'su EQ (ve dinozorların tahmini EQ'su) genellikle memelilerden daha düşüktür. Bu da muhtemelen düşük termoregülasyon ve/veya motor kontrol tepkilerinden kaynaklanmaktadır.[21] Bilinen en eski kuş cinsi olan, Archaeopteryxin beyin kapasitesi, sürüngenlerden daha iyi, yaşayan kuşlardan sadece biraz aşağı EQ değerine sahip olduğunu göstermiştir.[22]

Zoolog Stephen Jay Gould, çok küçük EQ'ya sahip omurgalılarda, beyinlerinin omuriliklerinden çok az büyük olduğunu kaydetmiştir. Teorik olarak zekâ, bir hayvan beyninin ilgili biriminin miktarına bağlıdır. Beyinden omurilik çıkartıldığından geri kalan ağırlıktır.[23] Bu formül omurgasızlarda geçersizdir. Çünkü omurilikleri ve hatta bazılarında merkezî sinir sistemi de yoktur.

Paleonörolojide EQ

Hayvanların yaşamımdaki davranışların karmaşıklığı bazı derecelere kadar doğrudan gözlemlenebilir. Bu da beyin kitle indeksinin kestirimci gücü ile daha az ilişkili olmasına rağmen yine de paleonörolojide merkezi bir konuma sahiptir. Beyin boşluğunun alçısı ve bir hayvanın tahmini vücut kütlesi tamamen beraber çalışır. EQ formüllerini kullanarak soyu tükenmiş memelilerin ve dinozorların davranışları araştırılmıştır.[11]

Eleştiri

Son araştırmalar, tüm beynin kapasitesinin bilişsel yeteneklerin en azından primatlar için EQ'dan daha iyi bir ölçüm olduğunu göstermiştir.[24] Beyin vücut kütle oranı ile karmaşıklık arasındaki ilişki zekâya tek başına etki etmez. Serebral korteksin son gelişim evresi, beynin kıvrımların derecesi gibi faktörler[25] korteksin yüzey alanının (hacminin) artması insanlarda zekâyı pozitif korelasyonla etkileyen diğer faktörlerdir.[26]

Kaynakça
  1. Gerhard Roth und Ursula Dicke (Mayıs 2005). "Evolution of the brain and Intelligence". TRENDS in Cognitive Sciences. 9 (5). ss. 250-7. doi:10.1016/j.tics.2005.03.005. PMID 15866152.
  2. Marino, Lori (2004). "Cetacean Brain Evolution: Multiplication Generates Complexity" (PDF). International Society for Comparative Psychology, 17. The International Society for Comparative Psychology. ss. 1-16. 16 Eylül 2018 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 29 Ağustos 2010.
  3. Lori Marino, Daniel Sol, Kristen Toren ve Louis Lefebvre (Nisan 2006). "Does diving limit brain size in cetaceans?" (PDF). Marine Mammal Science. 22 (2). ss. 413-425. doi:10.1111/j.1748-7692.2006.00042.x. 1 Ekim 2011 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 30 Temmuz 2014.
  4. Shoshani, Jeheskel; Kupsky, William J.; Marchant, Gary H. (30 Haziran 2006). "Elephant brain Part I: Gross morphology, functions,comparative anatomy, and evolution". Brain Research Bulletin. 70 (2). ss. 124-157. doi:10.1016/j.brainresbull.2006.03.016. PMID 16782503.
  5. G.Rieke. "Natural Sciences 102: Lecture Notes: Emergence of Intelligence". 31 Aralık 2014 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 12 Şubat 2011.
  6. Moore, J. (1999): Allometry 7 Ağustos 2013 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi., University of California, San Diego
  7. "Arşivlenmiş kopya". 20 Mayıs 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 30 Temmuz 2014.
  8. Hart, B.L. (Kasım 2001). "Cognitive behaviour in Asian elephants: use and modification of branches for fly switching". Animal Behaviour. 62 (5). Academic Press. ss. 839-847. doi:10.1006/anbe.2001.1815. 7 Ocak 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 30 Ekim 2007.
  9. Gould (1977) Ever since Darwin, c7s1
  10. Jerison, H.F. (1983). Eisenberg, J.F. & Kleiman, D.G. (Ed.). Advances in the Study of Mammalian Behavior. Pittsburgh: Special Publication of the American Society of Mammalogists, nr. 7. ss. 113-146.
  11. Brett-Surman, Michael K.; Holtz, Thomas R.; Farlow, James O. ((Edl.)). The complete dinosaur. Illustrated by Bob Walters (2nd bas.). Bloomington, Ind.: Indiana University Press. ss. 191-208. ISBN 978-0-253-00849-7.
  12. Isler, K.; van Schaik; C. P (22 Kasım 2006). "Metabolic costs of brain size evolution". Biology Letters. 2 (4). ss. 557-560. doi:10.1098/rsbl.2006.0538. PMC 1834002 $2. PMID 17148287. 5 Şubat 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 30 Temmuz 2014.
  13. Savage, J.G. (1977). "Evolution in carnivorous mammals" (PDF). Palaentology. Cilt 20, part 2. ss. 237-271. 13 Aralık 2013 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 19 Şubat 2013.
  14. Lefebvre, Louis; Reader, Simon M.; Sol, Daniel (1 Ocak 2004). "Brains, Innovations and Evolution in Birds and Primates". Brain, Behavior and Evolution. 63 (4). ss. 233-246. doi:10.1159/000076784. 11 Aralık 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 19 Şubat 2013.
  15. Susanne Shultz and R.I.M Dunbar. "Both social and ecological factors predict ungulate brain size". doi:10.1098/rspb.2005.3283.
  16. Striedter, Georg F. (2005). Principles of brain evolution. Sunderland, Mass.: Sinauer. ISBN 0-87893-820-6.
  17. "Jumping Spider Vision". 7 Eylül 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 28 Ekim 2009.
  18. Meyer, W., Schlesinger, C., Poehling, H.M. & Ruge, W. (1984): Comparative and quantitative aspects of putative neurotransmitters in the central nervous system of spiders (Arachnida: Araneida). Comparative Biochemical Physiology no 78 (C series): pp 357-62.
  19. James K. Riling; Insel, TR (1999). "The Primate Neocortex in Comparative Perspective using Magnetic Resonance Imaging". Journal of Human Evolution. 37 (2). ss. 191-223. doi:10.1006/jhev.1999.0313. PMID 10444351. 27 Ekim 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 30 Temmuz 2014.
  20. Suzana Herculano-Houzel (2009). "The Human Brain in Numbers- A Linearly Scaled-Up Primae Brain". Frontiers in Human Neuroscience. Cilt 3. ss. 1-11 (2). doi:10.3389/neuro.09.031.2009. PMC 2776484 $2. PMID 19915731. 1 Aralık 2009 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 30 Temmuz 2014.
  21. Paul, Gregory S. (1988) Predatory dinosaurs of the world. Simon and Schuster. ISBN 0-671-61946-2
  22. Hopson J.A. (1977). "Relative Brain Size and Behavior in Archosaurian Reptiles". Annual Review of Ecology and Systematics. Cilt 8. ss. 429-448. doi:10.1146/annurev.es.08.110177.002241.
  23. Blight's Bounty; Wayback Machine (archived Temmuz 9, 2001)
  24. "Overall Brain Size, and Not Encephalization Quotient, Best Predicts Cognitive Ability across Non-Human Primates". Brain Behav Evol. Cilt 70. 2007. ss. 115-124. doi:10.1159/000102973. 15 Haziran 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 30 Temmuz 2014.
  25. "Cortical Folding and Intelligence". 12 Aralık 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Eylül 2008.
  26. Haier, R.J., Jung, R.E., Yeo, R.C., Head, K. and Alkired, M.T. (Eylül 2004). "Structural brain variation and general intelligence". NeuroImage. 23 (1). ss. 425-33. doi:10.1016/j.neuroimage.2004.04.025. PMID 15325390.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.