Krähen, oft unterschätzt, erweisen sich als bemerkenswert intelligente Lebewesen. Ihre Gehirnanatomie und die daraus resultierenden kognitiven Fähigkeiten sind Gegenstand intensiver Forschung. Dieser Artikel beleuchtet die Anatomie des Krähengehirns und die vielfältigen Fähigkeiten, die es diesen Vögeln ermöglichen.
Zahlenverständnis und vorausschauende Planung
Eine aktuelle Studie der Universität Tübingen, veröffentlicht in der Fachzeitschrift Science, zeigt, dass Krähen im Verhaltensexperiment lernen können, eine vorgegebene Anzahl an Rufen zu erzeugen. Das Forschungsteam um Diana A. Liao, Dr. Katharina F. Brecht und Juniorprofessorin Lena Veit unter der Leitung von Professor Andreas Nieder vom Institut für Neurobiologie der Universität Tübingen stellte fest, dass Krähen dabei im Voraus planen. Über den Klang des ersten Rufs in einer Zählsequenz lässt sich vorhersagen, wie viele Rufe die Krähe hören lassen wird.
Rabenkrähen, die zu den Singvögeln gehören, sind nicht für die Schönheit ihres Gesangs bekannt, jedoch für ihr überragendes Lernvermögen. Frühere Studien belegen, dass die Vögel Verständnis für Zahlen besitzen. „Außerdem beherrschen sie ihre Stimme sehr gut. Sie können genau kontrollieren, ob sie einen Ruf ausstoßen wollen oder nicht“, berichtet Andreas Nieder.
In den Experimenten erhielten die Vögel die Aufgabe, nach Präsentation unterschiedlicher Bildsymbole oder beim Erklingen bestimmter Töne ein bis vier Rufe zu erzeugen und ihre Rufsequenz mit dem Picken auf einen Bestätigungsknopf abzuschließen. „Das gelang allen drei Vögeln. Sie konnten ihre Rufe in der Sequenz mitzählen“, sagt Nieder. Die Reaktionszeit zwischen der Präsentation des Reizes und dem Ausstoßen des ersten Rufs der Antwort war relativ lang und umso länger, je mehr Rufe gefordert waren. Die Länge der Verzögerung war unabhängig von der Art des Hinweisreizes, Bild oder Ton. „Das deutet darauf hin, dass die Krähen aus der präsentierten Information ein abstraktes Zahlenkonzept bilden, über das sie ihre Lautäußerungen vor dem Ausstoßen der Rufe planen“, erklärt der Forscher.
Die Analyse der einzelnen Krähenrufe einer Sequenz bestätigte diesen Befund. „Wir konnten anhand der akustischen Eigenschaften des ersten Rufs in einer Zählsequenz vorhersagen, wie viele Rufe die Krähe erzeugen wird“, berichtet Nieder. Allerdings gelingt dies den Krähen nicht fehlerfrei. „Zählfehler, also etwa ein Ruf zu viel oder einer zu wenig, entstehen dadurch, dass der Vogel während der Sequenz die Übersicht über die bereits erzeugten beziehungsweise die noch zu produzierenden Rufe verliert. Auch die Fehler können wir an den akustischen Eigenschaften der Einzelrufe ablesen.“
Lesen Sie auch: Faszination Nesseltiere: Wie sie ohne Gehirn leben
Die Fähigkeit, willentlich eine bestimmte Zahl an Lautäußerungen zu erzeugen, erfordert eine hochentwickelte Kombination von Zahlenkompetenz und Stimmbeherrschung. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass sie nicht allein dem Menschen vorbehalten ist.
Neuronendichte als Schlüssel zur Intelligenz
Vögel sind oft erstaunlich intelligent - Raben können komplexe Probleme lösen, auch Papageien sind oft sehr intelligent. Lange Zeit wurde angenommen, dass nicht so sehr die absolute Gehirngröße über die Intelligenz von Tieren entscheidet, sondern eher die Größe relativ zum Körper. Da schneiden Vögel dann oft nicht so schlecht ab - das Verhältnis Gehirnmasse zu Körpermasse ist bei ihnen oft so etwa 1:15, während es beim Menschen eher 1:50 ist. Aber auch Mäuse kommen auf ein Verhältnis von 1:40, obwohl sie ja nicht intelligenter sind als Menschen.
Generell ist es auch nicht wirklich einzusehen, dass ein kleineres Lebewesen weniger Hirnzellen braucht, um dieselbe kognitive Leistung zu vollbringen - auch wenn die Analogie Gehirn-Computer nicht besonders gut ist, wäre es trotzdem erstaunlich, wenn die Rechenleistung eines Gehirns unabhängig von der Zahl der Rechenelemente wäre. Das wirft natürlich die Frage auf, wie Vögel es mit ihren absolut gesehen ja relativ kleinen Gehirnen schaffen, trotzdem so schlau zu sein.
Die Antwort darauf ist gleichermaßen simpel wie verblüffend: In ihren Gehirnen sind die Neuronen einfach deutlich dichter gepackt. Das Gehirn eines Stars beispielsweise wiegt etwa 1.9 Gramm und ist damit ziemlich genau so schwer wie das einer Ratte. Insbesondere Singvögel und Papageien zeigen eine Weiterentwicklung zu besonders leistungsfähigen Gehirnen, die sich für sehr hohe kognitive Leistungen eignen. Aber auch beim Emu ist die Dichte der Neuronen ja schon höher als bei den meisten Säugetieren. Das bedeutet, dass auch diese Vögel, die sich evolutionär von den anderen untersuchten Vögeln ja schon sehr früh getrennt haben, tendenziell intelligenter sind, als man nach der absoluten Gehirngröße vermuten würde, wenn man Säugetiere als Maßstab heranzieht.
Forschungsprojekte und neuronale Grundlagen der Intelligenz
Am 29. April erhielt der Neurowissenschaftler Dr. Jonas Rose das Freigeist-Fellowship der VolkswagenStiftung. Mit seiner Förderung wechselte er vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge an die Universität Tübingen. Dort beschäftigt Rose sich in seinem Projekt "A Bird’s Eye View on the Evolution of Cognition: Crows as a New Model for Cognitive Neuroscience" mit den neuronalen Grundlagen von kognitivem, intelligentem Verhalten - vor allem am Beispiel von Krähen.
Lesen Sie auch: Lesen Sie mehr über die neuesten Fortschritte in der Neurowissenschaft.
Rose hinterfragt das alte Denkmuster, dass man Intelligenz nur begreifen kann, indem man möglichst menschenähnliche Tiere untersucht. Bei den Vögeln haben wir die Möglichkeit, uns ein Gehirn anzuschauen, in dem sich Intelligenz evolutionär weitgehend unabhängig entwickelt hat. Der Vergleich dieser unterschiedlichen evolutionären Lösungen kann also dabei helfen, zwischen zufälligen Lösungen und neurologischen Grundprinzipien zu unterscheiden.
Rose vergleicht es mit "Reverse Engineering": Wir schauen uns eine Maschine an, die schon funktioniert und bestimmte Aufgaben übernimmt. Wenn wir uns immer die gleiche Baureihe, z.B. einen VW Golf, anschauen und versuchen abzuleiten, wie ein Auto generell aussehen muss, dann kommen wir beispielsweise zu dem Ergebnis, dass der Benzinmotor unabdinglich ist. Würden wir uns aber ein anderes Fahrzeug, z.B. das Tesla Elektroauto ansehen, kämen wir eventuell auch auf andere Lösungsstrategien. In ähnlicher Weise erlaubt uns auch die Untersuchung des Vogelhirns, die allgemeingültigen Ergebnisse, die wir aus der Forschung mit Säugetieren gewonnen haben, zu überprüfen.
Rose' These lässt sich in etwa folgendermaßen fassen: Intelligenz hat sich weitgehend unabhängig in der Säugetier- und in der Vogellinie entwickelt. Dementsprechend zeigt sie auch unterschiedliche Gehirnstrukturen, die intelligentes Verhalten produzieren können.
Unterschiede lassen sich schon auf den ersten Blick erkennen: Das Deutlichste ist, dass das Vogelgehirn nicht die Schichtung und Faltung besitzt, die den Kortex der Säugetiere auszeichnet. Erstaunlicherweise wird aber genau dieser Region beim Säugetier die Intelligenz zugesprochen. Da Vögel ohne Kortex allerdings ebenfalls in der Lage sind, intelligentes Verhalten zu produzieren, kann die Struktur des Kortex‘ also nicht alleinige Voraussetzung für Intelligenz sein. Mittlerweile wissen wir auch aus der Neuroanatomie, dass es bei Vögeln eine andersartige Struktur gibt, die Aufgaben des Kortex übernimmt. Obwohl diese Struktur auf den ersten Blick sehr anders aussieht, gibt es auch Gemeinsamkeiten. Rose interessiert deshalb die Frage: Wie erreicht dieses anders aussehende Gehirn vergleichbare Leistungen?
Um das zu untersuchen, gilt es im ersten Schritt zu überprüfen, wie gut Krähen überhaupt die Leistungen erbringen können, die Rose interessieren. Informationen darüber erhält er, indem er sich anschaut, wie gut sie beispielsweise Kurzzeitgedächtnisaufgaben beherrschen; also wie viele Informationen sie sich gleichzeitig merken können. Durch das Messen der neuronalen Aktivitäten im Gehirn als zweiten Schritt kann er untersuchen, wo der Flaschenhals sitzt. Er schaut sich an, wo Informationen verloren gehen und wie zwischen verschiedenen Hirnarealen Information aufrechterhalten werden.
Lesen Sie auch: Tinnitus und Gehirnaktivität: Ein detaillierter Einblick
In Experimenten werden die Krähen vor einen Touchscreen platziert, auf dem verschiedene Farben gezeigt werden, die sie sich für eine kurze Zeit merken müssen. Nach Ablauf dieser Zeit erscheinen die Farben ein weiteres Mal, jedoch wurde eine Farbe ausgetauscht. Die Krähen müssen dann anzeigen, was sich genau verändert hat, indem sie an die entsprechende Stelle picken. Ähnlich wie bei der Telefonnummer hängt die Schwierigkeit der Aufgabe von der Anzahl der Farben ab. Das lässt Rückschlüsse auf die Kapazität des Kurzzeitgedächtnisses zu. Im nächsten Schritt kann dann die neuronale Aktivität gemessen werden, während die Tiere die Aufgabe lösen. So kann untersucht werden, wie diese Prozesse im Krähenhirn ablaufen und auch welche Hirnstrukturen oder Prozesse das Kurzzeitgedächtnis begrenzen. Diese Ergebnisse lassen sich dann wiederum mit denen ähnlicher Untersuchungen, die Rose zu seiner Zeit am MIT mit Makaken durchgeführt hat, vergleichen.
Bei Untersuchungen an Affen konnte gezeigt werden, dass ihre Gehirnhälften ein Stück weit unabhängige Kapazitäten besitzen. Das heißt, die Informationen in der rechten und in der linken Gehirnhälfte sind voneinander unabhängig und beide Hemisphären lassen sich gleichzeitig auffüllen, ohne dass die andere darunter leidet. Bei Vögeln würde Rose aber erwarten, dass diese Unabhängigkeit noch stärker zum Tragen kommt, da zwischen den Hirnhälften deutlich weniger kommuniziert wird. Das heißt, das Kurzzeitgedächtnis könnte noch viel stärker darauf zurückgreifen, die beiden Hirnhälften unabhängig voneinander zu nutzen.
Die Arbeit mit Vögeln ist sicherlich nicht unproblematisch. Es beginnt schon damit, dass Krähen Wildtiere sind und von Hand aufgezogen werden müssen. Sie können also nicht wie andere Versuchstiere einfach vom Züchter gekauft werden. Außerdem haben die Tiere starke Persönlichkeiten. Es kann also immer passieren, dass eine Krähe mal bei einem Experiment nicht mitmachen möchte oder einen schlechten Tag hat. Die größere Schwierigkeit ist jedoch: Gerade weil Roses Vorhaben ein so neuer Forschungszweig ist, gibt es wenig Studiendaten und Technikstandards, auf die er zurückgreifen kann. Zwar existieren ein Paar Arbeitsgruppen, die Verhaltensuntersuchungen an Krähen durchführen, allerdings tun sie dies mit Methoden, die er auf seine neurowissenschaftlichen Untersuchungen nicht anwenden kann. Zwar hat in den letzten Jahren die Arbeitsgruppe von Prof. Nieder hier in Tübingen begonnen, auch neurowissenschaftlich mit Krähen zu arbeiten, und damit den wichtigen Grundstein für diesen Forschungsbereich gelegt, dennoch fehlen für die Arbeit mit Krähen noch Techniken, die etwa in der Primatenforschung seit langem Standard sind: Dazu gehört beispielsweise ein System um die Blickrichtung der Tiere feststellen zu können und moderne physiologische Techniken, die es erlauben die Aktivität mehrerer Hirnareale gleichzeitig aufzuzeichnen.
Neuronale Mechanismen der Stimmkontrolle
Corvids are intelligent songbirds with complex vocal abilities, offering a unique model for studying the neural basis of self-generated vocalizations. Understanding how their brains plan, execute, and control vocal behavior provides valuable insights into avian cognition and vocal communication. This proposal combines behavioral studies, electrophysiology, functional imaging, and neuroanatomy to investigate the neuronal mechanisms underlying vocal control in carrion crows. Building on established behavioral protocols for volitional call production, we will record single-unit activity in key vocal brain regions during vocal tasks to identify neurons that encode the number of planned and produced vocalizations. Functional ultrasound imaging will offer a whole-brain view of large-scale network dynamics during vocal behavior. Anatomical studies using tracers will map the connections between vocal and cognitive brain centers. Finally, tissue clearing and light-sheet microscopy will visualize the three-dimensional organization of the crow’s vocal brain. We hypothesize that number-tuned neurons drive precise vocalization planning and execution, that a coordinated vocal network integrates cognitive and motor functions, and that specific connectivity underpins these processes.
Werkzeuggebrauch, Spiegelbilderkennung und soziale Kognition
Krähen faszinieren die Wissenschaft seit Jahren. Sie bauen Werkzeuge, erkennen sich im Spiegel und scheinen sogar zu verstehen, was andere denken. Doch haben Krähen, Eichelhäher oder Elstern tatsächlich ein Bewusstsein wie wir Menschen? In der Fachzeitschrift „Animal Cognition“ haben die Forscher Walter Veit, Heather Browning und Kollegen 2025 mit „Dimensions of corvid consciousness“ (zu Deutsch: „Dimensionen der Wahrnehmung von Rabenvögeln“) eine systematische Metaanalyse veröffentlicht. Sie basiert auf einem ursprünglich von Jonathan Birch (2020) entwickelten Modell der fünf Dimensionen des Erlebens. Im Mittelpunkt der Untersuchung steht die Frage: Wie intelligent sind Rabenvögel wie Krähen wirklich und wie könnte sich das Bewusstsein eines Rabenvogels anfühlen - sofern er eines hat?
Die Bewusstseinsdimension „sensory richness“ beschreibt, wie detailreich ein Tier seine Umgebung mit den Sinnen erfasst. Krähen verarbeiten visuelle Reize schneller als Menschen. Während wir ab etwa 60 Hertz (Hz) ein Licht als dauerhaft wahrnehmen, liegt diese sogenannte Flickergrenze bei Singvögeln bei über 140 Hz. Eichelhäher erkennen sogar Videos mit 120 Hz flüssig. Saatkrähen verarbeiten zudem visuelle Informationen in zwei Phasen - erst unbewusst, dann bewusst -, ähnlich wie Primaten. Als Singvögel besitzen Rabenvögel ein feines Gehör, das sie für komplexe soziale Kommunikation nutzen - etwa über Reviere, Partnerwahl oder Gefahren. Sie lernen Rufe voneinander und erkennen, ob ein Alarmruf von einem verlässlichen Artgenossen stammt. Lange unterschätzt, aber inzwischen belegt: Auch der Geruchssinn spielt bei Rabenvögeln eine Rolle. Elstern fanden geruchsintensive Futterverstecke häufiger, Raben orteten Fisch allein über den Geruch.
„Evaluative richness“ beschreibt, wie differenziert ein Tier auf positive oder negative Reize reagiert - also, wie es Situationen bewertet. In freier Wildbahn wägen Elstern und Krähen zwischen Hunger und Sicherheit ab: Weniger dominante Tiere riskieren bei größerem Hunger mehr. Auch die Stimmung der Tiere beeinflusst ihre Bewertungen. In Versuchen reagierten Neukaledonische Krähen nach erfolgreicher Werkzeugnutzung optimistischer auf mehrdeutige Reize. In Lernexperimenten zeigten Rabenvögel Flexibilität: So passten sie ihr Verhalten schnell an neue Regeln an - mehrfach hintereinander und oft erfolgreicher als Papageien oder Hühner. Raben spielen miteinander - ganz ohne Zweck, nur aus Freude. Beobachten andere das Spiel, machen sie mit. Dieses Phänomen nennt sich „play contagion“ (zu Deutsch: „Spiel-Übertragung“). Auch emotionale Übertragung ist dokumentiert: Raben, die gestresste Artgenossen sahen, wurden selbst zurückhaltender. Ob das Empathie ist, bleibt umstritten. Nach Konflikten zeigen Krähen eine Art Trostverhalten: Sie nähern sich aufgewühlten Artgenossen und beruhigen sie. In Paarbeziehungen teilen sie Nahrung, ruhen gemeinsam, pflegen sich gegenseitig. Gleichzeitig zeigen Krähen ausgeprägte Neophobie, also Misstrauen gegenüber Neuem.
Vögel haben kein Corpus Callosum wie Menschen, das die beiden Gehirnhälften miteinander verbindet, sondern nutzen andere Hirnstrukturen zur Kommunikation zwischen den Hälften. Trotzdem arbeiten die Gehirnhälften teilweise spezialisiert: Eichelhäher etwa nutzen beim Merken von Objekten bevorzugt das rechte Auge, beim Merken von Orten das linke. Neukaledonische Krähen benutzen bevorzugt ihre Füße beim Werkzeuggebrauch - ein Hinweis auf arbeitsteilige Steuerung. Selbst im Schlaf kann eine Hirnhälfte wach bleiben, während die andere ruht. Sogar einzelne Sehreize bleiben teils getrennt: Krähen können ein Auge fürs Fressen, das andere für Feinde nutzen.
„Diachronic unity“ ist die Fähigkeit, Erlebnisse über die Zeit hinweg zu einem zusammenhängenden Bewusstseinsstrom zu verknüpfen - ein Konzept, das William James schon 1890 als „stream of consciousness“ bezeichnet hat. Ein Faktor für diachrone Einheit ist die sogenannte „mental time travel“ - die Fähigkeit zum bewussten Erinnern und Vorausplanen. Buschhäher merken sich, welche Nahrung sie wo und wann versteckt haben - und holen diese rechtzeitig wieder hervor. Zusätzlich passen Eichelhäher ihr Verhalten flexibel an neue Informationen an - selbst dann, wenn sie diese erst nachträglich bekommen. In aktuellen Experimenten speichern Krähen auch scheinbar nebensächliche Details unbewusst und rufen sie später gezielt ab. Auch die Planung gelingt: Kolkraben und Rabenkrähen verzichten auf sofortige Belohnung, wenn sie später bessere Optionen erwarten. Buschhäher lagern Futter abhängig vom erwarteten Angebot an bestimmten Orten. In einem speziellen Test konnten sich Neukaledonische Krähen sogar merken, welches Werkzeug sie in einem früheren Versuch gesehen hatten, es aus einer Auswahl korrekt auswählen - und später gezielt einsetzen.
„Self-consciousness“ ist die Fähigkeit, sich selbst als eigenständiges Individuum wahrzunehmen. Dazu zählen sowohl körperliche Selbstwahrnehmung als auch das Zuschreiben mentaler Zustände - bei sich selbst und bei anderen. Ein häufiger Test für Selbstbewusstsein bei Tieren ist der Spiegeltest (MSR): Dabei geht es darum, einen sichtbaren Fleck auf dem eigenen Körper im Spiegelbild zu erkennen und gezielt zu entfernen. Allerdings ist der Test umstritten: Tiere könnten auch bloß auf spiegelgesteuerte Bewegungen reagieren, ohne echtes Selbstkonzept. Trotzdem gibt es Hinweise auf fortgeschrittene soziale Kognition. Buschhäher vergraben Futter neu - aber nur dann, wenn sie beim Verstecken beobachtet wurden und die Beobachter anschließend verschwunden sind.
Die Metastudie zeigt: Rabenvögel haben ein differenziertes Erleben in allen fünf untersuchten Bewusstseinsdimensionen. Sie sehen, hören, bewerten, erinnern und planen.
Intelligenz und Umweltintelligenz
Denk-Leistungen, wie sie u.a. Delfine, Affen, aber auch hoch entwickelte Vögel zeigen, setzen eine perfekte Informationsverarbeitung voraus, erklärt mir der Delfin-Experte des Nürnberger Tiergartens - Dr. Lorenzo von Fersen. „Um Informationen optimal verarbeiten zu können, ist es zunächst wichtig, über gut entwickelte Sinnesorgane zu verfügen. Diese alleine reichen jedoch nicht aus. Entscheidend ist auch das Vorhandensein einer gut entwickelten Informationsverarbeitungszentrale: das Gehirn“, so von Fersen weiter.
Professor Onur Güntürkün von der Uni Bochum hat 1998 nachgewiesen, dass „groß“ nicht unbedingt mit leistungsfähig oder intelligent gleichzusetzen ist. Der Biopsychologe von der Fakultät für Psychologie untersuchte Gewebeproben aus dem großen, schweren und stark gewundenen Gehirn von toten Delfinen und stellte dabei fest, dass die Großhirnrinde zwar über viel Masse, aber relativ wenige graue Zellen (Nervenzellen) verfügt.
Das Verhalten sowohl von Meeressäugern als auch von Stadtvögeln deutet auf eine gut entwickelte „Umweltintelligenz“ hin. Das heißt, durch vorausschauendes und planendes Verhalten gelangen die Tiere zum Ziel - nämlich an ihre Beute. Wie bereits weiter oben erwähnt, heißt es jedoch noch lange nicht, dass wenn eine Krähe eine solch außergewöhnliche kognitive Leistung erbringen kann, diese Eigenschaft automatisch auf alle Krähen zutrifft. Es bedeutet lediglich, dass derartige Fähigkeiten in der Informationsverarbeitung einer speziellen Tierart vorgesehen sind.
Nicht nur Menschen und Menschenaffen, auch Delfine können sich selbst im Spiegel erkennen. Mithilfe eines Filzstiftes fanden zwei US-Forscherinnen in einem New Yorker Aquarium heraus, dass sich auch die Meeressäuger für ihr Abbild interessierten. Die Wissenschaftlerinnen Diana Reiss (Columbia University, New York) und Lori Marino (Emory University, Atlanta) bemalten die Delfine „Tab“ und „Presley“ für das Experiment jeweils mit schwarzer, ungiftiger Farbe, berichtete die Zeitschrift „Bild der Wissenschaft“ (2001). Die Tiere schwammen danach regelmäßig zu einer spiegelnden Wand ihres Beckens, um die Flecken auf ihrem Körper zu begutachten.
Anders als viele andere Vögel sahen die Elstern darin offenbar keinen Feind oder Artgenossen, denn sie griffen ihr „Gegenüber“ nicht an und versuchten auch nicht, beispielsweise durch Zwitschern Kontakt aufzunehmen. Um herauszufinden, ob sich die Vögel im Spiegel tatsächlich selbst erkennen - die Indizien sprachen eindeutig dafür -, markierten die Wissenschaftler die Elstern in den folgenden Versuchen mal mit einem roten, mal mit einem schwarzen und daher unsichtbaren Fleck an der Kehle. Anschließend setzten sie die Tiere dann wieder in den Käfig vor dem Spiegel und beobachteten das Verhalten der Elstern.