海豚脑部发达不逊于灵长类。
从解剖学的角度来看，海豚的脑部非常发达，不但大而且重。海豚大脑半球上的脑沟纵横交错，形成复杂的皱褶,大脑皮质每单位体积的细胞和神经细胞的数目非常多,神经的分布也相当复杂。例如,大西洋瓶鼻海豚的体重250千克，而脑部重量约为1500克（这个值和成年男性的脑重1400克相近)脑重和体重的比值约为0.6，这个值虽然远低于人类的1.93，但却超过大猩猩或猴类等灵长类。
至于海豚大脑半球上由脑沟所形成的皱褶，根据研究显示，大西洋瓶鼻海豚的皱褶甚至比人类还多，而且更为复杂，它们的大脑皮质表面积为2500平方厘米，是人类的1.5倍.海豚脑部神经细胞有密度与人类或黑猩猩的几乎没有差别。换句话说，海豚脑部神经细胞的数目，比人类或黑猩猩的还要多。因此，无论是从脑重量和体重的比，或是从大脑皮质的皱褶数目来看，大西洋瓶鼻海豚脑部的记忆容量，或是信息处理能力，均与灵长类不相上下。
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