这可能是有史以来研究的第一个恐龙大脑。它能教给我们什么？

古生物学家可能首次获得恐龙大脑化石。

2004 年，一名收藏家在英国的海滩上发现了这块小化石，它与现存鸟类和鳄鱼的大脑结构相似。它很可能属于禽龙的近亲，禽龙是一种食草恐龙，生活在大约 1.33 亿年前的早白垩世。

在伦敦地质学会 10 月 27 日发表的一项研究中，研究人员报告称，化石内部存在血管和坚韧的脑膜（称为脑膜）。有可能（但不太确定）其中还存在一些来自实际大脑的矿化组织碎片。

那么，第一个已知的恐龙脑化石（或至少是脑相邻膜）能告诉我们这种恐龙有多聪明吗？科学家们对妄下结论持谨慎态度。

但这并不意味着我们无法从恐龙头骨内部获得任何信息。

“我们过去认为它们是生活在沼泽中的愚笨庞然大物，”雅典俄亥俄大学的古生物学家 Lawrence Witmer 说道，他没有参与这项新研究。他说，这让位于一种更微妙的观点，即许多恐龙“相当聪明”，有时是群居动物。“我们现在试图做的是看看我们是否能描绘出一幅更精细的图景——我们是否能开始弄清楚哪些恐龙群体具有更高的认知能力。”

研究没有大脑的大脑

恐龙的软组织很少能保存下来。“脑组织绝对不是我们任何人真正期望在化石记录中看到的东西，”威特默说。“我们只能……从骨质脑腔中尽可能地挖掘出每一点信息。”

因此，古生物学家会检查颅腔模型，即头部内部的模型。其中一些是沙子和泥浆流入头骨开口时自然形成的。其他一些则由古生物学家用橡胶、硅胶或石膏制作而成。“头骨基本上就像果冻模具一样，”威特默说。

如今，研究人员使用 CT 扫描制作虚拟模型。这些模型可用于测量大脑的大小和形状，以及不同种类恐龙的大脑差异。古生物学家可以根据恐龙大脑相对于身体的体积大小，粗略地衡量恐龙的智力水平。例如，大脑相对于身体尺寸“较大”的恐龙可能具有更先进的认知能力。

然而，与哺乳动物和现代鸟类不同，许多恐龙的脑腔内并没有填充神经组织。华盛顿大学圣路易斯分校的古生物学家阿什利·莫哈特在一封电子邮件中说：“这些谱系的脑腔模型往往是糟糕的大脑替代品。”

威特默、莫哈特和他们的同事一直在开发一种技术，通过估算大脑总尺寸和不同大脑区域的相对尺寸，从颅腔模型中获取更准确的信息。“大脑尺寸当然很重要，但大脑的组织方式更为重要，”威特默说道。

研究小组研究了当今鸟类和鳄鱼体内的血管和神经等软组织的位置、它们与大脑区域的关系以及它们在周围头骨中留下的标记。他们的新技术被称为大体解剖大脑区域近似法 (GABRA)，涉及在恐龙内模上寻找这些特征，并利用它们绘制大脑的不同区域。

是什么让恐龙变得“聪明”？

揭示恐龙大脑中哪些区域随着时间的推移而变大，有助于了解其认知能力。“智力本身是一个难以捉摸的概念，”威特默说。研究人员更关注认知能力，如学习能力、对异常情况作出反应的能力或调查环境的能力。“我们可以观察这些恐龙，发现有些恐龙可能真的很聪明，而有些恐龙可能没那么聪明。”

食肉动物通常很狡猾，因为它们必须能够追捕移动中的猎物，并智胜晚餐的躲避动作。它们往往善于将视觉、声音和气味结合起来，然后迅速采取行动。正如预期的那样，“在通往鸟类的路线上，高级脑中心——大脑——的尺寸大幅增加，”威特默说。这群食肉恐龙被称为兽脚类，其中包括一些著名的成员，如迅猛龙和暴龙。

而另一个极端是长颈蜥脚类恐龙，这是一种以植物为食的动物，包括梁龙和迷惑龙。“我们研究了大量此类动物的大脑进化，它们的大脑往往小得惊人，这表明它们的认知能力非常有限，”威特默说。这些巨大的恐龙其实并不需要机智，因为它们比大多数捕食者都大，而且它们的食物不是流动的。

体型较小的食草恐龙，比如禽龙及其近亲，更难研究。“有些处于中间阶段的恐龙，我们很难判断它们在认知范围内处于什么位置，”威特默说。

有些认知技能尤其难以衡量，比如那些支撑复杂社会行为的技能。有些恐龙可能聚在一起，享受群体安全，但这与合作不同。“群居动物通常会相互交流信息，而不仅仅是众多动物中的一个，”威特默说。

对于捕食者来说，这可能意味着共同努力将猎物赶向同伴。“作为社会群体的一部分，它们指望的是它们稍后会进食，”威特默说。“集体狩猎只是意味着一群动物联合起来攻击一只猎物。”

虽然发生过狩猎的“杀戮地点”很少见且存在争议，但现存恐龙留下的证据可以为它们的认知提供一些有限的线索。

对于食草恐龙，证据可以包括足迹，表明年幼、脆弱的恐龙被保护在群体的中心。“这些行为我们认为是社会行为，而不是只顾自己的动物，”威特默说。

古生物学家仍在研究如何将颅腔模型提供的有关大脑结构的证据与现存恐龙化石记录中留下的痕迹结合起来。“人们以前不太重视……脚印或巢穴，但现在我们认识到它们确实很重要，是我们需要了解的故事的独立部分，”威特默说。

一个不寻常的案例

新发现的化石有一个特别有趣的特点：神经组织似乎被挤压在脑腔上。这可能表明恐龙的头骨中塞满了大量组织，这意味着它的大脑更大，可能比人们想象的更聪明。

但很可能是因为恐龙倒立着腐烂，所以组织才呈现出这种样子。研究人员报告称，随着时间的推移，重力将大脑向下拉，直到它塌陷到“碗状”脑壳的顶部。不过，他们确实认为恐龙可能至少和现代鳄鱼一样聪明。

剑桥大学的合著者戴维诺曼在一份声明中表示：“恐龙的大脑完全有可能比我们认为的要大，但仅凭这个标本我们无法判断。”

因此，这块化石无法透露太多有关其主人或其他恐龙的智力的信息。但它可能会让古生物学家找到其他保存完好的软组织的特殊案例。

通常情况下，恐龙头骨的内容物是其身体最先腐烂的部分之一。这块类似禽龙的化石似乎是在特殊情况下矿化的。随着恐龙腐烂，它的头部可能被埋在死水池塘或沼泽底部的沉积物中，神经组织在低氧、高酸性的环境中被“腌制”。

“如果我们能够观察……其他可能具有类似地球化学性质的岩石，那么也许我们能在那里找到其他类型的软组织保存，”威特默说。