Wpływ ewolucji na kształt mózgu

streszczenie: Kształt mózgu ewoluował równolegle z jego funkcją w toku ewolucji.

W badaniu zbadano trójwymiarowe modele powierzchni mózgów 90 gatunków Euarchontoglires, co pozwoliło naukowcom przeanalizować różnorodność kształtów mózgów i ich związek z funkcją, zachowaniem i środowiskiem.

Kluczowe wnioski:

1. Kształt mózgu ewoluował równolegle z funkcją narządu.
2. Wykorzystano trójwymiarowe modele powierzchni mózgów 90 gatunków Euarchontoglires, w tym ludzi, makaków, myszy, szczurów, wiewiórek i chomików.
3. Wyniki badania wskazują, że mózg rozszerza obszary uwagi wzrokowej najpierw przed innymi regionami zaangażowanymi w wyższe funkcje poznawcze, takie jak język i pamięć, ponieważ dostosowuje się do swojego środowiska.

źródło: Uniwersytet Medyczny w Wiedniu

Powiązania między strukturą i funkcją mózgu są głównym przedmiotem zainteresowania neuronauki.

Nowe badanie przeprowadzone przez Uniwersytet Medyczny w Wiedniu z udziałem zespołu międzynarodowych partnerów bada ewolucję i jej związek z możliwościami budowy mózgu człowieka i zwierzęcia.

Wyniki pokazały, że kształt mózgu ewoluował równolegle z funkcją narządu w trakcie ewolucji.

Wyniki badań zostały opublikowane w słynnym czasopiśmie Komunikacja natury.

W badaniu zbadano trójwymiarowe modele powierzchni mózgów 90 gatunków Euarchontoglires (naczelnych), takich jak ludzie, makaki, naczelne, myszy, szczury, wiewiórki i chomiki.

Modelowanie komputerowe wspólnych przodków i analiza kształtów struktur neuronowych posłużyły do ​​stworzenia wspólnej reprezentacji mózgów.

Po raz pierwszy umożliwiło to przeanalizowanie różnorodności kształtów mózgu i ich związku z funkcją, zachowaniem i ekologią, czyli zależności między organizmami a ich środowiskiem.

Wyniki potwierdzają, że kształt mózgu ewoluował równolegle z funkcją narządu w trakcie jego ewolucji.

„Oceniając różne wzorce wzrostu, byliśmy w stanie zidentyfikować siedem klastrów, które rozszerzyły się razem podczas rozwoju mózgu, co odpowiada określonym aspektom zdolności poznawczych u zwierząt i ludzi” – wyjaśnił główny autor Ernst Schwartz z Computational Imaging Research Laboratory (CIR) w Katedra Obrazowania Biomedycznego i Terapii Przewodnik po obrazach w MedUni w Wiedniu.

W rezultacie mózg dostosowuje się do otoczenia, rozszerzając najpierw obszary uwagi wzrokowej przed innymi obszarami zaangażowanymi w wyższe funkcje poznawcze, takie jak język i pamięć.

Badanie zostało przeprowadzone we współpracy z naukowcami z całego świata.

„Badania nie byłyby możliwe bez wyjątkowo otwartej i interdyscyplinarnej współpracy międzynarodowej, która je charakteryzowała. Łączy w sobie elementy neuronauki, anatomii, paleontologii i matematyki – i obejmuje ponad tuzin laboratoriów na całym świecie” – powiedział George Lang, kierownik kierownik studiów.

„Jednym z katalizatorów tej pracy było zainteresowanie plastycznością — pytaniem, dlaczego niektóre obszary mózgu są w stanie lepiej się przeorganizować podczas choroby niż inne. Mamy nadzieję, że lepsze zrozumienie architektury mózgu pomoże nam uzyskać wgląd w te mechanizmy” ”.

Wyniki badań mogą również pomóc w lepszym zrozumieniu wspólnych — i różnych — cech zwierząt i ludzi.

O tych badaniach wiadomości Evolutionary Neuroscience

autor: Karen Kirchbichler
źródło: Uniwersytet Medyczny w Wiedniu
Komunikacja: Karin Kirschbichler – Uniwersytet Medyczny w Wiedniu
zdjęcie: Zdjęcie przypisane do Neuroscience News

Oryginalne wyszukiwanie: otwarty dostęp.
„Ewolucja geometrii korowej i jej znaczenie dla funkcji, zachowania i środowiskaNapisane przez Ernesta Schwartza i in. Komunikacja natury

podsumowanie

Ewolucja geometrii korowej i jej znaczenie dla funkcji, zachowania i środowiska

Badania neuroanatomii porównawczej i zapisów kopalnych pokazują wpływ ujścia społecznego i środowiskowego na morfologię kory mózgowej, ale często prowadzą do sprzecznych teorii na temat jej ewolucji.

Tutaj badamy związek między kształtem kory mózgowej a topografią jej funkcji.

Ustanawiamy połączoną reprezentację geometryczną kory mózgowej 90 zachowanych Euarchontoglires, w tym powszechnie używane organizmy eksperymentalne. Pokazujemy, że zmienność geometrii powierzchni odnosi się do ekologii i zachowania gatunku, niezależnie od ogólnej wielkości mózgu.

Warto zauważyć, że rekonstrukcja pierwotnego kształtu powierzchni korowej i jej zmiany podczas rozwoju umożliwia nam prześledzenie ewolucyjnej historii zlokalizowanych rozszerzeń korowych, typowej segregacji funkcji mózgu oraz ich związku z zachowaniem i poznaniem.

Stwierdzamy, że poszczególne regiony korowe podążają za różnymi sekwencjami wzrostu obszaru podczas ewolucyjnych adaptacji do dynamicznych nisz społecznych i środowiskowych. Anatomiczne korelaty tej sekwencji zdarzeń są nadal obserwowane u istniejących gatunków i odnoszą się do ich obecnego zachowania i ekologii.

Analizujemy głęboką historię ewolucyjną morfologii powierzchni korowej człowieka w komponenty czasoprzestrzenne z wysoce interpretowalnymi powiązaniami funkcjonalnymi, podkreślając znaczenie uwzględnienia historii ewolucji regionów korowych podczas badania ich anatomii i funkcji.