Генетическое сравнение мозга птиц и млекопитающих: общие гены, разные механизмы
Исследователи из Медицинского института Говарда Хьюза, Калифорнийского университета в Сан-Франциско и Техасского университета использовали генетическое секвенирование для сравнения мозга птиц и млекопитающих. Результаты опубликованы в журнале Science.
Несмотря на разную структуру мозга, некоторые птицы демонстрируют когнитивные способности, сходные с млекопитающими. Это заставило ученых задаться вопросом: схожи ли механизмы обработки информации?
- У птиц за обучение отвечает группа ядер — дорсальный желудочковый гребень (DVR).
- У млекопитающих эту функцию выполняет неокортекс (новая кора), нейроны которого организованы в слои, в отличие от DVR.
Целью исследования было выяснить, похожи ли нейроны птичьего DVR на нейроны млекопитающих. Сходство могло бы указывать на общее эволюционное происхождение и схожие принципы работы.
Метод и результаты
Ученые провели одноклеточное секвенирование нейронов из DVR двух видов зябликов и неокортекса лабораторных мышей, а затем сравнили их.
Ключевые выводы:
- Хотя в нейронах обоих типов задействованы схожие гены, их экспрессия регулируется разными группами транскрипционных факторов.
- Это различие указывает, что DVR и неокортекс, вероятно, эволюционировали из разных типов мозга предков. Следовательно, птицы и млекопитающие, скорее всего, учатся по-разному.
- Нейроны в части DVR, отвечающей за пение у певчих птиц, оказались типа, не встречающегося в неокортексе. Это говорит о том, что механизм вокализации у птиц, вероятно, сильно отличается от такового у млекопитающих.
Таким образом, генетический анализ показывает, что сходные когнитивные функции у птиц и млекопитающих реализуются разными нейронными архитектурами, имеющими независимое эволюционное происхождение.