古生物学家可能第一次获得了恐龙的化石大脑。
这块小化石看起来像现存鸟类和鳄鱼的脑部结构，于 2004 年被一位收藏家在英国的海滩上发现。它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 亿年前的早白垩世时期。
在 10 月 27 日由伦敦地质学会 发布 的一项研究中，研究人员报告了化石内部有血管和称为 脑膜 的坚硬、包裹大脑的膜的证据。有可能——但可能性较小——一些矿化组织碎片也存在于其中。
那么，这个已知最早的恐龙大脑化石（或至少是大脑附近的膜）能告诉我们关于这只恐龙有多聪明的信息呢？科学家们谨慎地不急于下结论。
但这并不意味着恐龙的头骨内部就没有任何值得学习的地方。
“我们过去认为它们是这些愚钝的、生活在沼泽中的庞然大物，”俄亥俄大学雅典分校的古生物学家劳伦斯·威特默（Lawrence Witmer）说，他没有参与这项新研究。他表示，如今的看法已经变得更加细致，认为许多恐龙是“相当聪明”的，有时还是群居动物。“我们现在试图做的是看看我们能否描绘出一幅更精细的图景——看看我们能否开始弄清楚哪些恐龙群体拥有更高的认知能力。”
无脑研究大脑
恐龙的软组织很少能够保存下来。“脑组织肯定不是我们任何人真正期望在化石记录中看到的，”威特默说。“我们只能……竭尽所能地从骨质脑腔中榨取每一丝信息。”
因此，古生物学家研究脑内模——头骨内部的模型。其中一些是沙子和泥土流入头骨开口时自然形成的。其他则由古生物学家用橡胶、硅胶或石膏制作。“头骨的骨骼基本上就像一个果冻模具，”威特默说。
如今，研究人员使用 CT 扫描来制作虚拟模型。这些模型可以用来衡量大脑的大小和形状，以及它们在不同恐龙种类中的变化。古生物学家可以根据大脑相对于身体的大小，粗略地衡量恐龙可能有多聪明。例如，一个大脑相对于其体型“很大”的恐龙可能拥有更高级的认知能力。
然而，与哺乳动物和现代鸟类不同，许多恐龙的脑腔并没有被神经组织填满。“因此，这些谱系产生的脑内模通常是糟糕的大脑代理，”华盛顿大学圣路易斯分校的古生物学家阿什利·莫哈特（Ashley Morhardt）在电子邮件中说。
威特默、莫哈特和他们的同事们一直在开发一种技术，通过不仅估算大脑总大小，还估算大脑不同区域的相对大小，从而从脑内模中提取更准确的信息。“大脑的大小固然重要，但你大脑的组织方式更为重要，”威特默说。
该团队研究了现存鸟类和鳄鱼的软组织（如血管和神经）的分布，它们与大脑区域的关系以及它们在周围头骨骨骼上留下的标记。这项被称为“大体解剖脑区近似法”（GABRA）的新技术，涉及在恐龙脑内模上寻找这些特征，并利用它们来绘制大脑不同区域的图谱。
是什么让恐龙“聪明”？
揭示恐龙大脑的哪些区域随着时间推移而增大，可以揭示其认知能力。“智能本身是一个模糊的概念，”威特默说。研究人员转而关注学习能力、应对异常情况的能力或探索环境的能力等认知能力。“我们可以看看这些恐龙，发现一些我们认为可以说它们很聪明，而另一些则可能不是。”
捕食性动物通常很狡猾，因为它们必须能够追捕移动的猎物并智胜猎物的逃避策略。它们往往擅长整合视觉、听觉和嗅觉信息并迅速行动。“就像预期的那样，在通往鸟类的谱系中，更高级的脑区——大脑——的大小有巨大的增长，”威特默说。这个恐龙群体被称为兽脚亚目，其中包括迅猛龙和霸王龙等著名的成员。
在另一端是长颈的蜥脚类恐龙，这是一群食草恐龙，包括迷惑龙和雷龙。“我们研究了大量这些动物的大脑进化，它们的脑子似乎一直都很小，这表明它们的认知能力非常有限，”威特默说。这些巨大的恐龙并不需要非常敏捷，因为它们比大多数捕食者体型更大，而且它们的食物也不是移动的。
像禽龙及其近亲这样的小型植食性恐龙，则更难研究。“一些处于中间位置的恐龙，我们很难判断它们在认知谱上的位置，”威特默说。
有些认知技能特别难以衡量，例如支撑复杂社会行为的技能。有些恐龙可能成群结队，享受群体带来的安全感，但这与合作不同。“社交动物通常会相互传递信息，而不是仅仅成为其中一员，”威特默说。
对于捕食者来说，这意味着它们可能合作将猎物赶向同伴。“它们所依赖的是成为社交群体的一部分，以便之后能够获得食物，”威特默说。“群体狩猎只是意味着一群动物围攻一只猎物。”
现存恐龙留下的证据可以提供一些有限的线索，尽管“杀戮现场”（可能发生狩猎的地方）很少见且存在争议。
对于植食性恐龙来说，这些证据可以包括足迹，表明年幼、脆弱的恐龙被保护在群体中心。“这些是我们认为是社会行为的行为，而不是所有动物都只为自己着想，”威特默说。
古生物学家仍在努力将脑内模提供的关于大脑结构的信息与现存恐龙在化石记录中留下的痕迹结合起来。“人们过去并没有非常重视……足迹或巢穴，但现在我们认识到它们非常重要，而且是我们故事中需要独立的部分，”威特默说。
一个不寻常的案例
新报告的化石有一个特别有趣的特征：神经组织似乎紧贴着脑腔。这可能表明该恐龙的大脑组织很多，意味着它的大脑更大，可能比人们猜测的更聪明。
但研究人员报告称，这很可能是因为恐龙是倒着腐烂的，所以组织看起来是这样的。随着时间的推移，重力将大脑拉扯下来，直到它塌陷到“碗状”头骨的顶部。然而，他们确实认为这只恐龙的聪明程度至少与现代鳄鱼相当。
“恐龙的大脑可能比我们认为的要大，但我们无法仅凭这一标本来判断，”合著者、剑桥大学的戴维·诺曼（David Norman）在一份声明中 说。
所以，这个化石无法揭示太多关于其主人或其它恐龙智力的情况。但它可能会引导古生物学家发现其他保存下来的非凡软组织案例。
通常，恐龙头骨内的物质是其身体中最先腐烂的部分。这只禽龙类化石似乎在特殊情况下矿化了。随着动物腐烂，它的头可能被埋在停滞的池塘或沼泽底部的沉积物中，神经组织在那里经历“腌制”，在低氧、高酸性的条件下保存下来。
“如果我们能够查看……其他可能具有相似地球化学特征的岩石，那么也许我们就能在那里找到其他类型的软组织保存，”威特默说。
