Ученые из Норвежского университета науки и технологий выяснили, что мозг рыб использует для обработки сенсорной информации тот же фундаментальный принцип, что и мозг млекопитающих. Работа, опубликованная в журнале Science, показывает, что этот механизм сформировался сотни миллионов лет назад и сохранился с минимальными различиями у разных позвоночных. Исследование опубликовано в журнале Science.
Один принцип для разных мозгов
Исследователи изучали мозг личинок Danio rerio. Это популярная модель в нейробиологии благодаря прозрачности молодых рыб, позволяющей наблюдать работу нервных клеток практически в реальном времени.
Долгое время считалось, что у млекопитающих основным «переключателем» сенсорной информации служит таламус. Именно через него сигналы от органов чувств поступают в кору головного мозга, где объединяются в единую картину окружающего мира.
Однако новая работа показала, что у рыб существует альтернативный путь передачи информации. Ключевую роль играет прегломерулярный комплекс, который направляет сенсорные сигналы в паллиум — область переднего мозга, считающуюся эволюционным предшественником коры больших полушарий человека. Несмотря на различия в строении т размеров мозга, логика организации обработки информации оказалась практически одинаковой.
Маленькая рыбка под микроскопом
Для экспериментов ученые использовали личинок младше трех недель длиной менее одного сантиметра. Молодь рыб помещали в прозрачный гель под микроскопом, оставляя отверстие возле рта, чтобы через него постоянно проходила свежая вода. После адаптации животных исследователи наблюдали за трехмерной сетью нейронов и тем, как их аксоны достигают паллиума.
Авторы пришли к выводу, что независимо от того, идет ли речь о рыбе, птице или млекопитающем, мозг сначала разделяет информацию от разных органов чувств, а затем постепенно объединяет ее для формирования целостного восприятия окружающего мира. Различается главным образом то, какой из двух древних путей играет ведущую роль у конкретной группы животных.
По мнению исследователей, совпадение столь сложной организации у животных, разделенных сотнями миллионов лет эволюции, говорит о существовании универсальных правил построения мозга, а не о случайном сходстве.
О рыбках данио-рерио
Полосатых пресноводных рыбок семейства карповых в английском языке именуют рыбками-зебрами (zebrafish). У нас раньше их называли «дамский чулок».
Данио-рерио — одна из самых востребованных моделей в современной нейробиологии: прозрачность личинок позволяет наблюдать активность отдельных нейронов без хирургических вмешательств.
Геном этой рыбы во многом совпадает с человеческим, поэтому данио-рерио широко используют для изучения развития мозга, болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона и эпилепсии.
Авторы исследования полагают, что обнаруженный принцип может помочь лучше понять, как эволюционировали сложные когнитивные функции позвоночных.
Меж тем недавно ученым стало известно, как на Земле появились деревья.
