Учёные нашли гомолог неокортекса млекопитающих в мозге птиц

Исследователи из Чикагского университета обнаружили, что клетки, аналогичные клеткам неокортекса млекопитающих, присутствуют в мозге птиц, хотя и в совершенно иной анатомической структуре.

Работа, опубликованная в Proceedings of the National Academy of Sciences, подтверждает 50-летнюю гипотезу о природе загадочной структуры в мозге птиц — дорсального желудочкового гребня (DVR).

Разная анатомия, сходные функции

• Неокортекс млекопитающих имеет шестислойную структуру.
• Птичий DVR состоит из крупных скоплений нейронов, называемых ядрами.
• В 1960-х годах нейробиолог Харви Картен обнаружил, что нейронные связи DVR удивительно похожи на пути, ведущие к неокортексу млекопитающих и от него. Он предположил, что DVR выполняет сходные функции.

Молекулярное подтверждение

Учёные проверили гипотезу Картена, используя молекулярные маркеры, которые идентифицируют специфические слои неокортекса млекопитающих:

• Маркеры «входных» нейронов 4-го слоя и «выходных» нейронов 5-го слоя.
• У двух видов птиц (курицы и зебровой амадины) эти маркеры экспрессировались в различных ядрах DVR, что подтвердило наличие клеток, гомологичных неокортексу.

«Это была совершенно иная линия доказательств... В двух очень далёких друг от друга птицах вся картина экспрессии генов очень хорошо согласуется со схемой связей», — сказал Клифтон Рагсдейл, старший автор исследования.

Третий вариант у рептилий

Эксперимент на черепахе показал другой анатомический вариант: клетки, подобные клеткам 4-го и 5-го слоёв, были распределены в одном слое дорсальной коры этого вида.

«Интересно то, что из одних и тех же типов клеток можно построить все эти разные морфологии, просто в разных конфигурациях», — отметила соавтор Джоанна Роуэлл.

Значение открытия

• Эволюция мозга: Открытие показывает, как одни и те же типы нейронов могут организовываться в разные структуры у разных классов животных.
• Новые модели для исследований: Теперь для изучения корковых нейронов можно использовать птиц (например, курицу), что упростит исследования нейронов, утрачиваемых при параличе, глухоте, слепоте и других неврологических состояниях.
• Преимущества организации: Ядерная организация у птиц может обеспечивать дополнительную гибкость для специализированных задач, таких как обработка вокализаций.