Short answer
Nee, dinosauriërs hadden geen grotere neuronen en hoogstwaarschijnlijk ook niet meer hersencellen dan mensen. Inschattingen van de hoeveelheid hersencellen en daarmee de mogelijke intelligentie van dinosauriërs verschillen; dit is een hot topic in de neuropaleontologie.
Longer answer
Als je denkt aan dinosauriërs, is je eerste beeld vermoedelijk dat van een grote moordlustige, maar ook lompe hagedis. Met zijn kleine handjes, maar gigantische tandjes past de Tyrannosaurus rex precies in dit plaatje. Maar wat weten we eigenlijk over de hersenen van dinosauriërs en wat ze mogelijk konden zien en ruiken? Of nog raadselachtiger: wat dachten ze? In een recent uitgebrachte studie omschrijft wetenschapper Suzana Herculano-Houzel dat de hersenen van een T. rex mogelijk evenveel neuronen (het belangrijkste type hersencellen) bevatten als die van een baviaan. Een huiveringwekkende gedachte: had deze megalomane moordmachine ook nog eens de intelligentie van een sluw en nieuwsgierig aapje?
Allereerst is het belangrijk om te verduidelijken dat wat wij over een Stegosaurus-kam scheren als dinosauriërs, een heel groot aantal diersoorten omvat. Zoals een spitsmuis verschilt van een olifant, zo ook verschillen dinosauriërs van elkaar. De groep uitgestorven dieren die wij vandaag de dag ‘dinosauriërs’ noemen bestaat uit meerdere subgroepen waaronder de ornithischiërs (zoals Triceratops en Stegosaurus), de sauropoden (zoals de Diplodocus) en de theropoden (zoals de T.rex).
Afbeelding 1: De fylogenetische boom (familie-boom) van de dinosauriërs en de (nog levende) verwante diersoorten zoals de reptielen (zoals krokodillen) en vogels. Op basis van dit schema wordt het al snel duidelijk dat het bij dinosauriërs niet gaat om een ondergeschikte subklasse aan reptielen, maar eerder om een rijk aantal soorten die zich genetisch gezien op een spectrum bevonden tussen hedendaagse reptielen en vogels. Deze afbeelding komt van Matt Wedel van de University of California Museum of Paleontology.
De verscheidenheid aan soorten gaat waarschijnlijk ook gepaard met grote verschillen in de omvang van de hersenen. Zo wordt gedacht dat de hersenen van de theropoden relatief groot waren en hun gedrag daardoor meer lijkt op dat van hedendaagse vogels zoals parkieten en raven (en mogelijk dus bavianen), terwijl de hersenen van de sauropoden relatief klein waren. Hun intelligentie was waarschijnlijk meer vergelijkbaar met dat van hedendaagse reptielen zoals leguanen of gekko’s. Er is alleen een heel groot probleem bij het bestuderen van de hersenen van uitgestorven dieren: die hebben we namelijk niet!
Fossielen van dinosauriërs zijn al relatief zeldzaam en in bijna alle gevallen blijft alleen hard weefsel over. Denk daarbij aan de botten en tanden, zoals die tentoongesteld worden als imposant dinoskelet in het museum. Wat verloren gaat is het zachte weefsel: denk daarbij aan veren (waarschijnlijk waren er veel meer dino’s met een donzig verenkleed), pigment (we hebben nauwelijks een idee welke kleur dino’s hadden) en ook de hersenen. Bij moderne, levende dieren kunnen we de hersenen gebruiken om zo de hoeveelheid en het type neuronen in te schatten. Suzana Herculano-Houzel is wereldberoemd om haar ‘hersensoep’ methode. Een methode waarbij ze de hersenen van verschillende diersoorten (waaronder mensen) door de wetenschappelijke blender halen, en vervolgens het aantal neuronen telt.
Afbeelding 2: (Links) Onderzoeker Suzana Herculano-Houzel met haar grote tas aan monsters van hersentjes van verschillende diersoorten in 2012. (Rechts) De hersenen van de Afrikaanse olifant. Suzana heeft honderden hersenen bestudeerd en onderzocht hoe het aantal neuronen verschilt tussen diersoorten. De foto’s zijn van Suzana Herculano-Houzel zelf uit Scientific American.
Ondanks het gebrek aan daadwerkelijke dino-hersenen, zijn er andere manieren om ze te onderzoeken. Een oudere maar veelgebruikte techniek is dat van ‘endocasts’: door een schedel te vullen met gips en vervolgens te kijken naar de grootte van de inhoud. Vandaag de dag wordt er meer gebruikgemaakt van CT scans: waarbij onderzoekers zonder het fossiel te hoeven openen, kunnen kijken naar de inhoud en een schatting kunnen maken van de grootte van de hersenen achter de computer. De gedachte is: hoe groter de schedel, hoe meer ruimte er is voor hersenen! De schedels van dinosauriërs zijn relatief klein in verhouding tot de rest van hun lichaam. Maar opnieuw zijn er tussen soorten grotere verschillen: de Theropoden (team T. rex) hadden in verhouding juist een hele grote schedel, maar de Sauropoden (denk aan grote planteneters met een lange nek) hadden juist weer hele kleine hoofdjes.
De schedel-inhoud kan samen met data over de hersenen van nog levende verwante diersoorten van de dinosauriërs (reptielen en vogels) een schatting geven van het aantal neuronen. Op basis van deze gegevens en ook het metabolisme van levende diersoorten (dat is of ze warm- of koudbloedig waren) bepaalde Herculano-Houzel dat de hersenen van de T. Rex vergelijkbaar zijn met die van hedendaagse apen zoals bavianen.
Er zijn nog wel een aantal kanttekeningen aan deze neuro-paleontologische (de wetenschap van fossiele hersenen) bevindingen. Zo kan de schedel naast hersenweefsel ook gevuld zijn met bloedvaten en schedelholtes, waardoor de daadwerkelijke grootte van de hersenen veel kleiner is (dit is bijvoorbeeld het geval bij de Nijlkrokodil, waar maar 30% van de inhoud van de schedel hersenen omvat). Daarnaast is niet elk hersengebied hetzelfde wat betreft de dichtheid van de neuronen en draagt het ook niet op dezelfde manier bij aan intelligentie. Zo is de olfactory bulb (reuk lob), een hersengebied dat zich specialiseert in het reukvermogen, sterk vergroot in reptielen. Het cerebrum is een hersengebied dat zich specialiseert in besluitvorming en intelligentie. Dit hersengebied is sterk vergroot in mensen, maar ook in andere intelligente hedendaagse dieren zoals andere aapsoorten, olifanten en papegaaien. Bij dinosauriërs kan de grootte van individuele hersengebieden minder goed worden bepaald, maar lijkt de olfactory bulb in veel soorten de overhand te hebben ten opzichte van het cerebrum. De wetenschappelijke discussie wordt vervolgd…
Een lang verhaal over hersengebieden en de hoeveelheid cellen, maar hoe zat het nu precies met de grootte van de neuronen? De lengte en dikte van neuronen heeft meer te maken met de geleiding van (elektrische) hersensignalen dan dat ze bijdragen aan mentale rekenkracht. Het grootste neuron dat we kennen is dat van de reuzeninktvis (Architeuthis): de neuronen van dit weekdier kunnen tot 1 mm dik worden (zichtbaar met het blote oog!). Ze zijn zo groot omdat dit cruciaal is voor de snelle signaaloverdracht, waardoor de reuzeninktvis in een rotvaart weg kan zwemmen. De neuronen van gewervelden (zoogdieren, vogels en reptielen) bevatten myeline, een stof die zorgt voor snellere signaaloverdracht zonder dat het neuron zelf veel dikker hoeft te zijn (zie ook het antwoord op “Waarom hebben verschillende hersenweefsels verschillende kleuren?”).
In neurowetenschappelijk onderzoek kunnen we met moderne methoden onderzoek doen naar eeuwenoude dinosauriërs, ook in de afwezigheid van hun fysieke brein. In het neuro-paleontologisch onderzoek staat centraal dat dinosauriërs in vele vormen en maten komen: veel verschillende diersoorten, betekent ook veel verschillende soorten hersenen. Hoewel dinosauriërs hoogstwaarschijnlijk geen grotere neuronen hadden dan moderne vogels, reptielen of zoogdieren blijft het precieze aantal en ook de distributie een punt van actief wetenschappelijk debat. Uit toekomstig onderzoek zal blijken of de angstaanjagende T. Rex ook nog eens de slimme streken had van een nieuwsgierig aapje!
Meer lezen:
https://www.youtube.com/watch?v=a1tEnm53zDs&ab_channel=SuzanaHerculano-Houzel-NeuroscienceOfficeHour
https://www.scientificamerican.com/article/how-did-dinosaurs-see-smell-hear-and-move/
https://www.scientificamerican.com/article/lessons-from-making-brain-soup/
Herculano‐Houzel, S., 2023. Theropod dinosaurs had primate‐like numbers of telencephalic neurons. Journal of Comparative Neurology, 531, p.962-974.