Подводная среда превращает мозг дельфина в высокоспециализированную систему обработки звука, памяти и социальных сигналов. Вместо того чтобы полагаться на зрение, дельфины в значительной степени строят картину мира через слуховую кору и цепочки, отвечающие за эхолокацию. При этом они демонстрируют способности, которые обычно приписывают наземным млекопитающим.
Исследования так называемых «подписных свистов» показывают, что у каждого дельфина формируется собственный акустический рисунок, который работает как имя. Это «имя» закрепляется и извлекается при помощи долговременного усиления связей в гиппокампальных сетях. Отдельные особи избирательно реагируют, когда их свист воспроизводят, даже после долгой разлуки, что говорит о стабильном представлении собственной личности, а не о простом рефлексе. Параллельно ассоциативные зоны коры обрабатывают базовые абстрактные понятия, например умеют сопоставлять объекты по принципу сходства или по отношению между ними, а не только по внешнему виду.
По результатам тестов в неволе дельфины осваивают новые задания, основанные на правилах, быстрее, чем множество наземных видов. Это указывает на эффективную рабочую память и высокую нейронную пластичность. Увеличенная кора больших полушарий с густой складчатостью и расширенными паралимбическими областями поддерживает гибкую категоризацию и быстрое обновление связей между стимулом и реакцией. Хотя общая организация мозга у дельфина приспособлена к жизни в воде и непрерывной обработке сонарных сигналов, в основе его работы лежат классические механизмы обучения, такие какhebbиевские изменения синапсов и обучение с подкреплением. В совокупности это позволяет дельфинам превосходить многих наземных млекопитающих в задачах, где требуется абстрагирование, перенос правил и быстрая поведенческая адаптация.
