Эволюция головного мозга птиц с древнейших времён до наших дней включала несколько этапов: 2

1. До массового вымирания в конце мелового периода птицы и нептичьи динозавры имели аналогичные относительные размеры мозга. 3
2. После мел-палеогенового вымирания (около 65 миллионов лет назад) эволюция размеров мозга у птиц ускорилась. 2 Тогда освободилось множество экологических ниш, ранее занятых динозаврами. 2 Животные с более крупным мозгом могли быстрее приспосабливаться к меняющимся условиям среды, и в таком случае отбор способствовал их выживанию. 2
3. Скорость увеличения относительных размеров мозга птиц упала вплоть до момента, когда появились попугаи и врановые. 2 Это, как правило, крупные птицы, и абсолютный размер их мозга тоже большой. 2
4. Стрижи и колибри, по всей видимости, достигли сходных соотношений другим путём — миниатюризацией всего тела. 2 На протяжении значительной части их эволюции общая масса тела у них падала быстрее, чем объём головного мозга, за счёт чего этот орган остался сравнительно крупным. 2

Кроме пропорций мозга, в плане умственных способностей имеет значение количество нервных клеток в этом органе, плотность их расположения и число связей между ними. 2

Также в связи с обретением способности птиц к полёту в их мозге произошла кардинальная оптимизация механизмов обработки информации: вместо колончатой структуры, характерной для млекопитающих, у птиц развились шаровидные комплексы клеток. 4