Исследователи из Стокгольмского университета представили первые экспериментальные доказательства того, что области мозга могут развиваться независимо друг от друга в процессе когнитивной эволюции, - пишет eurekalert.org.
Эта так называемая мозаичная эволюция мозга была подтверждена эмпирически в эксперименте по искусственному отбору с рыбами гуппи (Poecilia reticulata), где размер конечного мозга (но не других областей) отличался на 10 процентов после всего лишь четырех поколений отбора. Полученные данные могут иметь большое значение для понимания когнитивной эволюции у других позвоночных, таких как приматы и люди.
Исследование показывает, что эволюция мозга может происходить в виде изменений в определенных областях мозга в виде мозаики, где разные части развиваются независимо друг от друга. Исследователи показали, что при сильном искусственном отборе относительный размер головного мозга, изменяется быстро и независимо.
«Открытие имеет большое значение для нашего понимания того, как развивается мозг позвоночных, и может помочь нам объяснить даже эволюцию человеческого мозга. Например, возможно, когнитивные потребности в окружающей среде привели к постепенным эволюционным изменениям размера неокортекса в сторону большого неокортекса у человека», - говорит Никлас Колм - профессор кафедры зоологии Стокгольмского университета и ведущий исследователь.
Стефани Фонг – автор исследования - после четырех поколений отбора по относительному объему конечного мозга по отношению к остальной части мозга обнаружила существенные изменения в размерах конечного мозга у особей обоих полов рыбок гуппи. Но в других регионах значительных изменений не произошло, что подтверждает гипотезу мозаичного мозга.
Согласно гипотезе мозаичной эволюции мозга, существуют селективные силы, например когнитивные требования окружающей среды для поиска пищи или партнеров, которые влияют на определенные области мозга, но когда возникают эти адаптивные реакции, они не затрагивают другие части мозга. Следовательно, разные области мозга могут развиваться «мозаично» - по-разному и с разной скоростью, и, таким образом, экономить энергию, которая могла бы быть потрачена на изменения всего мозга.
«Исследование уникально, потому что оно демонстрирует, что целевой отбор в одном регионе может быстро увеличивать и уменьшать его размер без сильных коррелированных изменений в других регионах», - говорит Стефани Фонг.
Общая структура мозга позвоночных удивительно сохранена по отношению к различным областям мозга позвоночных. Однако различия в размерах огромны в разных регионах среди видов. И это изменение размера могло быть вызвано этим типом мозаичной эволюции мозга и иметь большие общие когнитивные последствия.
«Исследование предполагает, что строгий отбор может независимо изменять отдельные области мозга и, таким образом, потенциально давать рентабельные нейронные реакции на очень специфические когнитивные запросы окружающей среды. Следующий важный шаг, и у нас уже есть публикации, - это исследование функциональных последствий этих быстрых эволюционных изменений относительных размеров конечного мозга», - говорит Никлас Колм.
Фото: rawpixel / 123RF
