تیرانوسوروس رکس یا تی‌رکس، در بسیاری از کتاب‌ها، بازی‌ها و فیلم‌ها تریسراتوپس را شکار کرده است؛ اما آیا این اتفاق در واقعیت هم رخ داده است؟ آیا تی‌رکس طعمه‌اش را با بینایی شناسایی می‌کرد یا از طریق بو؟ آیا تریسراتوپس از طریق صدای بلند شکسته شدن شاخه‌ها از حمله آگاه می‌شد یا از آنجا که قادر نبوده منشأ صدا را شناسایی کند، بی‌خبر باقی می‌ماند.

از زمان کشف دایناسورها در اوایل سده‌ی ۱۸۰۰ میلادی، دیرینه‌شناس‌ها موضوعاتی مثل هوش، قابلیت‌های حسی و پیچیدگی رفتاری آن‌ها را به بحث گذاشته‌اند. پژوهش‌های اولیه از اندوکست‌های طبیعی استفاده می‌کردند. اندوکست‌ها قالب‌هایی هستند که هنگام پر شدن فضای خالی جمجمه با رسوب‌ها، شکل می‌گیرند. این قالب‌ها شکل محتوای جمجمه‌‌ی دایناسورها در زمان حیات را نشان می‌دهند.

براساس باوری دیرینه، دایناسورها مغزهای کوچک و در نتیجه رفتارهای غیرپیچیده‌ای داشتند. شاید شگفت‌انگیزترین مثال هوش دایناسور را بتوان فرضیه اتنیل چارلز مارش، دیرینه‌شناس قرن نوزدهمی درنظر گرفت که معتقد بود دایناسور زره‌پوش استگوسور دارای مغزی دوم در نزدیکی کفل خود بوده تا مغز فندقی‌اش در سر را جبران کند. این فرضیه مبتنی بر گسترش جمجمه‌مانند کانال ستون فقرات نزدیک به لگن خاصره دایناسور است. براساس داده‌های امروزی، این گستردگی اسرارآمیز نشانه‌ای از جسم گلیکوژنی است؛ ساختاری که به ذخیره‌سازی گلوکز انرژی‌زا اختصاص دارد و در موقعیت مشابهی در برخی پرندگان کنونی هم دیده می‌شود.

دیرینه‌شناس‌های امروزی نیز متقاعد نشدند که استگوسور قدرت استدلال بیشتری داشته است؛ اما در سال‌های اخیر، ارزیابی دانشمندان از ظرفیت شناختی برخی از دیگر دایناسورها، به ویژه اعضای تبار تروپود که موجب پیدایش پرندگان شدند، بهبود یافته است.

با ظهور فناوری‌های جدید مثل میکرو توموگرافی کامپیوتری (CT) می‌توان حجم و سطح توپوگرافی مغز را بدون وابستگی کامل به اندوکست‌های طبیعی کمیاب، بازسازی کنیم و تعداد گونه‌های در دسترس برای مطالعه را افزایش دهیم. پردازش تصویر پیشرفته به ما نشان می‌دهد که چگونه دایناسورها از مغز خود استفاده می‌کردند.

براساس پژوهش سوزانا هرکولانا هوزل از دانشگاه واندربیلت، تی‌رکس تقریبا به اندازه‌ی بابون باهوش بوده است. این نتیجه شگفت‌انگیز بود؛ زیرا نخستی‌ها با مغزهای بزرگ از باهوش‌ترین جانوران به شمار می‌روند. بر اساس ظاهر، مغز این پادشاه مارمولک‌ها نسبت به ابعاد بدن آن بسیار کوچک به نظر می‌رسد. مغز دایناسور شش تنی کمتر از ۴۵۰ گرم است و در مقایسه با مغز ۴٫۹ کیلوگرمی فیل آفریقایی بسیار کوچک است. در حالی که جثه فیل آفریقایی به عنوان بزرگ‌ترین پستاندار خشکی‌ها کوچک‌تر از تی‌رکس است.

به باور هوزل، رابطه بین اندازه مغز و اندازه بدن در بحث هوش اهمیتی ندارد. آنچه مهم است، تعداد خام نورون‌ها در بخش پیش‌مغز است که نه‌تنها دربردارنده‌ی پیاز بویایی، بلکه شامل مخ است که بالاترین کارکردهای شناختی مثل تصمیم‌گیری در آن رخ می‌دهد.

دانشمندان درگذشته درکی ناقض از تعداد نورون‌های موجود در مغز مهره‌داران داشتند، زیرا نورون‌ها در گونه‌های مختلف می‌توانند در بخش‌های مختلف مغز به‌صورت پراکنده یا فشرده قرار بگیرند.

هوزل و همکارانش با استفاده از تکنیکی جدید، نورون‌های مغز انسان را ۱۰۰ میلیارد عدد ارزیابی کردند که تأییدی بر تخمین‌های گذشته بود. با اینکه این روش دقت بالایی داشت، پژوهشگرها به مغز واقعی تی‌رکس دسترسی نداشتند. به همین دلیل به رابطه‌ی مقیاس اندازه‌ی مخ و تعداد نورون‌ها برای گونه‌های خون‌گرم و خون‌سرد تکیه کردند. این رابطه‌ی مقیاس‌گذاری در میان مهره‌داران مختلف به شکل چشمگیری متفاوت است؛ به‌طوری‌که گونه‌های خون‌سرد دارای تراکم بالاتر نورون‌ها نسبت به گونه‌ها‌ی خون‌گرم هستند.

براساس روش هوزل، یک کروکودیل نیل به وزن ۷۲ کیلوگرم تقریبا دارای ۸۱٫۵ میلیون نورون است؛ درحالی‌که شترمرغ استرالیایی ‍۱٫۳ میلیارد نورون دارد. هوزل مدعی شد که اغلب دایناسورهای تروپود احتمالا خون‌گرم بوده‌اند و بنابراین از نظر تراکم نورونی به پرنده‌ها شبیه بوده‌اند. براساس این فرضیه، بخش مخ مغز تی‌رکس با وزن تقریبی ۳۴۰ گرم می‌توانست ۳ میلیارد نورون داشته باشد که با نخستی‌ها مقایسه‌پذیر است.

با این‌حال تی‌رکس با هوش نخستی ترسناک به نظر می‌رسد. در نتیجه شاید بتوان گفت مشکلاتی در نظریه هوزل وجود دارد. علاوه بر فرضیه‌ی منطقی که تروپودها خون‌‌گرم بودند، تخمین سه میلیارد نورون بر چند فرض دیگر اتکا دارد. براساس یکی از این فرضیه‌ها، کل جمجمه با مغز اشغال شده است که بر اساس ریخت‌شناسی قالب‌های تی‌رکس صحیح نیست.

شواهد فسیلی هم نشان می‌دهند که در بسیاری از دایناسورها ساختارهایی مثل سینوس و عروق خونی بخش‌های اساسی از جمجمه را تشکیل می‌دهند. حجم واقعی مغز کوچک‌تر از حجم خام جمجمه است. در واقع بر اساس مشاهدات کروکودیل‌های کنونی، مغز تی‌رکس احتمالا ۳۰ درصد از حجم جمجمه‌‌اش را اشغال می‌کرد.

همچنین گفتنی است که بخش‌های مختلف مغز دارای کارکردهای متفاوتی هستند. برخی از آن‌ها به وظایف ابتدایی مثل تنظیم تنفس اختصاص دارند، در حالی که برخی دیگر از کارکردهای پیچیده‌ای مثل زبان پشتیبانی می‌کنند. دو گونه‌ی جانوری با ابعاد یکسان مخ را درنظر بگیرید. اگر در یکی از آن‌ها ابعاد مخ غالب باشد و در دیگری پیازهای بویایی بزرگ باشند، می‌توان گفت ظرفیت‌های شناختی بسیار متفاوتی دارند. برای گونه‌های زنده می‌توان مرز بین بخش‌های مختلف مغز را با تکنیک‌هایی مثل رنگ‌آمیزی سلولی یا پردازش تصویر رزونانس مغناطیسی تعیین کرد.

تعریف مرزهای یادشده برای دایناسورها دشوارتر است زیرا باید بر اساس توپولوژی سطحی کار کرد. با این‌حال بر اساس نتایج پژوهشی دیگر، بعید است تی‌رکس سه میلیارد نورون در بخش مخ خود داشته باشد. شکی نیست که تی‌رکس یک شکارچی ماهر بوده است، اما این باور وجود دارد که این گونه‌ها قادر به برنامه‌ریزی پیشرفته یا شکار اجتماعی هماهنگی که در برخی نخستی‌ها دیده می‌شود، نبوده‌اند.

یکی از بهترین ویژگی‌های کار با اندوکست‌های فسیلی که از سی‌تی اسکن‌ها به دست می‌آیند این است که می‌توان ساختار داخلی را بدون آسیب زدن به خود فسیل‌ها بررسی کرد. دیرینه‌شناس‌ها با بررسی لایه به لایه‌ی مغز می‌توانند به مرزهای مناطق کلیدی آن پی ببرند و این مناطق را به صورت دیجیتالی جدا کنند.

با بررسی بخش به بخش مغز از جلو به پشت، پیاز بویایی اولین ساختاری است که به آن برمی‌خوریم. این بخش از نظر شکلی تفاوت چشمگیری در دایناسورها و خویشاوندانشان دارد. پیازهای بویایی تمساح تقریبا هم‌اندازه با انگورهای کوچک است و در انتهای ساقه‌های طولانی قرار دارد که به بقیه بخش‌های مغز منتهی می‌شوند. پیازهای بویایی اغلب پرندگان بسیار کوچک‌تر هستند؛ در واقع در بسیاری از گونه‌ها این بخش‌ها را به سختی می‌توان از بقیه‌ی مخ تشخیص داد.

پیاز بویایی همان‌طور که از نامش پیداست به بویایی کمک می‌کند. حسی که به مولکول‌های کوچک موسوم به ادورانت وابسته است. بر اساس توالی ژنی، پرنده‌ها بین ۱۸۲ تا ۶۸۸ ژن گیرنده بویایی دارند. بر اساس یافته‌های پژوهشگرهای کالج دانشگاه دوبلین، دایناسورها پیازهای بویایی بزرگ‌تری نسبت به پرنده‌ها داشتند. تیرانوسوروس با بیش از ۶۰۰ ژن گیرنده‌ی بویایی در صدر بزرگ‌ترین پیاز بویایی قرار دارد. این عدد با تعداد ژن‌های گیرنده در گربه‌های اهلی مقایسه‌پذیر است و تقریبا از کل پرنده‌های امروزی بیشتر است.

پرنده‌ها به خاطر بینایی قوی‌شان شناخته می‌شوند. برای مثال یک عقاب می‌تواند خرگوشی را از فاصله‌ی تقریبی ۸۰۰ متری تشخیص دهد و یک چلچله می‌تواند حرکت ماهی ۲ سانتی‌متری را زیر سطح آب تشخیص داده و آن را شکار کند. این وابستگی به دید در ساختار مغز پرندگان نیز منعکس شده است. لوب‌های بینایی که وظیفه‌ی پردازش اطلاعات بصری را برعهده دارند و زیر مخ قرار دارند بخشی از مهم‌ترین ساختارهای مغزی در حیوانات به شمار می‌روند.

تی‌رکس دارای چشم‌های رو به جلو و یک پوزه‌ی باریک بود که دیدش را محدود نمی‌کرد. به همین دلیل قدرت دید آن مشابه قدرت دید شاهین بود. برخلاف تی‌رکس خیالی پارک ژوراسیک، تی رکس واقعی نیازی به حرکت طعمه نداشت تا آن را شکار کند.

تقریبا نزدیک به پشت جمجمه مهره‌داران یک ساختار پیچیده و جذاب وجود دارد: گوش داخلی. گرچه این ساختار عموما بخشی از مغز نیست، یک اندام حسگر مهم است که اطلاعات زیادی را به مغز ارسال می‌کند. دو حس فضایی، تعادل و شنوایی توسط بخش‌های مجزایی از گوش داخلی کنترل می‌شوند.

بر اساس تحلیلی پیچیده از شکل گوش دایناسورها در سال ۲۰۲۱، اغلب دایناسورها محدود به راه رفتن و دویدن روی زمین بودند؛ اما در سرده‌ای که تکامل پرندگان را به دنبال داشت، ساختار گوش تغییر کرده بود. از میان تغییرات می‌توان به طولانی‌تر شدن کانال‌های نیمه‌مدور اشاره کرد. این گسترش کانال به دایناسورها امکان می‌داد حرکت‌های پیچیده‌تر سر را انجام دهند. از آنجا که تی‌رکس دارای کانال‌های نیمه مدور طولانی داخل گوش نبود، تنها می‌توانست راه برود یا بدود؛ اما برخی دایناسورهای ترودنتید که خویشاوندی نزدیکی با ولاسیرپتور داشتند، دارای گوشی بودند که می‌توانست حرکت‌های پیچیده مرتبط با پرواز را حس کند.

بر اساس پژوهش‌های کنونی، تی‌رکس مانند اغلب شکارچیان کنونی دارای مغزی نسبتا بزرگ نسبت به همتایان گیاه‌خوار خود بوده است. بخش مهمی از مغز این دایناسور به حس بویایی اختصاص داشت بنابراین می‌توانست هوا را برای یافتن وعده‌ی غذایی بعدی خود بو کند.

تی‌رکس پس از شناسایی بو می‌توانست افق پیش روی خود را با بینایی استروسکوپی بررسی کند و به این ترتیب به دنبال نشانه‌هایی از طعمه‌ی احتمالی خود برود. با برخورد این دایناسور به درخت‌ها احتمالا دایناسورهای ترودونتید که در درخت‌های نزدیک اقامت داشتند وحشت‌زده می‌شدند. ترودونتیدها با مهارت‌های حرکتی که به لطف گوش داخلی بسط یافته به دست آورده بودند، می‌توانستند از آشیانه خود برخیزند و حواس شکارچی را از نوزادان خود پرت کنند.