Структуры мозга, отвечающие за обучение и память, высоко консервативны в животном мире, что указывает на общее эволюционное происхождение
Структура и функция мозговых центров, ответственных за обучение и память у широкого спектра беспозвоночных, могут иметь одни и те же фундаментальные характеристики. К такому выводу пришли нейробиологи из Университета Аризоны Николас Страуcфельд и Габриэлла Вольф в исследовании, опубликованном в журнале Current Biology.
Речь идет о парных дольчатых структурах, впервые обнаруженных у насекомых и известных как грибовидные тела. Они присутствуют в переднем мозге членистоногих, а также морских и плоских червей.
Анализ показал, что существует общий паттерн организации, характерный для грибовидных тел у всех исследованных видов. Это говорит о его наследовании от древнего предка, возможно, жившего 600 миллионов лет назад.
Исследователи изучили нейроанатомию и химический состав грибовидных тел у многочисленных видов из двух основных групп беспозвоночных:
- Ecdysozoa (насекомые, ракообразные, паукообразные).
- Lophotrochozoa (моллюски, плоские и кольчатые черви).
Ключевые выводы:
- Нейроанатомическое сходство: Характеристики отдельных нейронов грибовидных тел и их организация были одинаковыми у разных видов. Параллельные пучки нейронных волокон образуют сходные ортогональные сети, типичные для обучающих цепей.
- Биохимическое сходство: В грибовидных телах этих групп беспозвоночных консервативно высокое содержание трех белков — DC0, Leo и CaMKII. Поведенческие исследования ранее показали, что эти белки необходимы для обучения и памяти. Их генетические последовательности почти идентичны у плодовых мух и крыс.
- Связь с человеком: Эти же белки считаются критически важными для обучения и памяти у людей и связаны с неврологическими расстройствами, такими как болезнь Альцгеймера, синдром Дауна и синдром Ангельмана.
Ученые планируют исследовать мозг позвоночных (крыс, птиц, рептилий), чтобы проверить, присутствует ли подобный паттерн организации в гиппокампе — структуре, crucial для памяти.
Подтверждение этой гипотезы укажет, что структуры мозга, ответственные за обучение и память у большинства животных (включая человека), могли произойти от одного древнего предка около 600 миллионов лет назад, а затем претерпеть дивергентную эволюцию.