В новом исследовании, опубликованном на этой неделе в журнале Current Biology, ученые из Чикагского университета показывают, что некоторые нейроны в головном мозге птиц образуют такие же схемы и имеют такую ??же молекулярную сигнатуру, что и клетки, которые обеспечивают связь между различными областями млекопитающих. неокортекс. Исследователи обнаружили, что аллигаторы также разделяют эти типы клеток, предполагая, что, хотя мозг млекопитающих, птиц и рептилий имеет очень разные анатомические структуры, они работают с одним и тем же общим набором типов клеток мозга.«Птицы умнее, чем вы думаете, и они делают умные вещи.
Итак, вопрос в том, какие схемы мозга они используют?» сказал Клифтон Рэгсдейл, доктор философии, профессор нейробиологии в Калифорнийском университете в Чикаго и старший автор исследования. «Это исследование показывает, что они используют одни и те же типы клеток с теми же типами связей, которые мы видим в неокортексе, но с совершенно другой организацией».И неокортекс млекопитающих, и структура головного мозга птиц, называемая спинным желудочковым гребнем (DVR), развиваются из эмбриональной области, называемой конечным мозгом. Однако эти две области созревают в очень разных формах. Неокортекс состоит из шести отдельных слоев, в то время как DVR содержит большие кластеры нейронов, называемые ядрами.
Из-за этой разной анатомии многие ученые предположили, что DVR птиц не соответствует коре головного мозга млекопитающих, а является аналогом другой структуры мозга млекопитающих, называемой миндалевидным телом.В 2012 году Рэгсдейл и его команда подтвердили гипотезу 50-летней давности, выдвинутую нейробиологом из Калифорнийского университета в Сан-Диего Харви Картеном, согласно которой цифровой видеорегистратор выполняет те же функции, что и неокортекс, но с совершенно другой анатомией. В этом исследовании исследователи из Чикаго сопоставили генетические маркеры «входных» и «выходных» нейронов неокортекса млекопитающих с генами, экспрессируемыми в нескольких ядрах DVR птиц.
В новом исследовании, проведенном аспирантом Стивеном Бриско, команда обнаружила, что другие популяции нейронов в DVR птиц имеют общие молекулярные сигнатуры с неокортикальными интратленцефалическими клетками или ИТ-нейронами. Эти ИТ-нейроны образуют важнейшее звено в схеме неокортекса. Они помогают общаться между различными слоями неокортекса и между областями коры от одной стороны мозга к другой. Затем команда расширила свою работу с птиц до рептилий и определила ИТ-нейроны в аналогичном месте в цифровом видеорегистраторе аллигатора.
«Структура птичьего DVR совсем не похожа на неокортекс млекопитающих, и это исторически было огромной проблемой в сравнительной нейробиологии», — сказал Бриско. «Анатомы обсуждали, как сравнивать DVR и неокортекс более века, и наша идентификация IT-нейронов в DVR птиц помогает объяснить, как такие разные структуры мозга могут вызывать подобное поведение».Исследование предполагает интересную возможность того, что птицы и приматы развили интеллект независимо, развивая совершенно разные структуры мозга, но начиная с одних и тех же общих наборов типов клеток.«Типы входных клеток, типы выходных клеток и типы интраленцефалических клеток — все они сохранены.
Они встречаются не только у млекопитающих, о которых мы знали, но и у нептичьих рептилий, таких как аллигаторы и птичьи рептилии или птицы», — сказал Рэгсдейл. . «Это начинает прояснять, где и как в процессе эволюции мы получили эту фантастическую структуру, неокортекс».