Как эволюция повлияла на форму мозга
Связи между структурой мозга и его функцией — ключевой фокус нейронауки. Новое исследование Венского медицинского университета с участием международной команды учёных изучало эволюцию и её связь с возможностями архитектуры мозга человека и животных. Результаты показали, что форма мозга развивалась параллельно с функцией органа на протяжении эволюции. Результаты исследования опубликованы в Nature Communications.
В исследовании были изучены 3D-модели поверхности мозга 90 видов Euarchontoglires (супраприматов), таких как люди, макаки, мармозетки, мыши, крысы, белки и хомяки. Компьютерное моделирование общих предков и анализ форм нейронных структур использовались для создания общего представления о мозгах. Впервые это позволило проанализировать разнообразие форм мозга и их связь с функцией, поведением и экологией, то есть взаимоотношениями живых существ с окружающей средой.
Результаты подтверждают, что форма мозга развивалась параллельно с его функцией в ходе эволюции. «Оценивая различные модели роста, мы смогли идентифицировать семь кластеров, которые расширялись вместе в ходе эволюции мозга и соответствуют определённым аспектам когнитивных способностей у животных и человека», — пояснил ведущий автор Эрнст Шварц из лаборатории вычислительной визуализации (CIR) при отделении биомедицинской визуализации и терапии под визуальным контролем MedUni Vienna. В результате мозг адаптируется к своей среде, сначала расширяя области зрительного внимания, а затем другие области, вовлечённые в высшие когнитивные функции, такие как язык и память.
Исследование проводилось в партнёрстве с учёными со всего мира. «Это исследование было бы невозможно без исключительно открытого, междисциплинарного, международного сотрудничества, которое его характеризовало. Оно сочетает элементы нейронауки, анатомии, палеонтологии и математики — и вовлекало более дюжины лабораторий по всему миру», — сказал руководитель исследования Георг Лангс.
«Одним из триггеров для этой работы был интерес к пластичности — вопрос о том, почему некоторые области мозга способны лучше реорганизовываться во время болезни, чем другие. И мы надеемся, что лучшее понимание геометрии мозга поможет нам получить представление об этих механизмах», — заключил он. Результаты исследования также могут помочь лучше понять общие — и различные — характеристики между животными и людьми.