Формирование коры головного мозга отодвинули на 300 миллионов лет

Изучив структуру центров зрения примитивных миног, биологи выяснили, что кора головного мозга появилась у древних позвоночных 500 млн. лет назад. Это на 300 млн. лет раньше, чем предполагали ученые. Исследование опубликовал научный журнал Nature Ecology & Evolution.

"Наши опыты показывают, что время появления коры мозга следует отодвинуть на 300 млн. лет назад в прошлое. Это, в свою очередь, означает, что базовая структура мозга человека определилась больше 500 млн. лет назад – еще до того, как миноги отделились от общего древа эволюции позвоночных", – прокомментировал исследование один из его авторов, профессор Каролинского института (Швеция) Стен Гриллнер.

Кора мозга представляет собой очень тонкий, но при этом довольно сложно устроенный слой на поверхности больших полушарий мозга человека, других млекопитающих, а также птиц и рептилий. Он состоит из сотен миллионов или нескольких миллиардов клеток. Уникальные нейроны коры головного мозга объединяют и обрабатывают информацию, которая поступает из органов чувств и других отделов мозга, и непосредственно отвечают за работу сознания и интеллекта человека.

С точки зрения эволюции, кора – самый "молодой" отдел мозга. Она появилась относительно недавно и пока еще не выполняет большое число жизненно важных функций. По современным представлениям ученых, кора головного мозга появилась примерно 200-250 млн. лет назад, когда разделились предки современных рептилий, птиц и млекопитающих и остальных позвоночных животных.

Эволюция мозга

Гриллнер и его коллеги уже много лет пытаются проверить это предположение, изучая структуру так называемого плаща мозга – предшественника коры в головах миног и миксин. Это древние и примитивные бесчелюстные рыбы, облик и анатомия которых почти не менялись на протяжении последних 480 млн. лет.

Долгое время, как отмечает Гриллнер, ученые считали, что плащ мозга этих рыб отвечает только за одну функцию – распознавание различных запахов. Это радикально отличает его от коры, которая может решать множество разных задач. Шведские нейрофизиологи выяснили, что это не так, проследив за тем, как мозг морских и речных миног распознает сигналы из их глаз.

Для этого ученые вырастили несколько рыб и препарировали их головы таким образом, что те могли избирательно посылать сигналы в мозг миног с помощью зрительных нервов. Наблюдая за тем, какие нейроны "включались" при передаче этих сигналов, нейрофизиологи составили своеобразную карту зрительных центров этих рыб.

Оказалось, что информацию, которая поступала из глаз миног, обрабатывали особые участки в задней части плаща их мозга. По своему расположению они соответствовали тем регионам коры, которые отвечают за работу зрения человека и прочих млекопитающих. Более того, сама структура этих участков, а также связывающих их цепочек нейронов, была очень похожей на то, как устроены центры зрения в мозге людей.

"Для нас крайне неожиданным стало то, что самые важные части мозга миног оказались устроены так же, как и в человеческой нервной системе. Это радикально меняет наши представления о том, как эволюционировал мозг и как эволюция меняла его архитектуру", – заключил Гриллнер.