Het effect van evolutie op de vorm van de hersenen

samenvatting: De vorm van de hersenen evolueerde in de loop van de evolutie parallel met zijn functie.

De studie onderzocht 3D-oppervlaktemodellen van de hersenen van 90 soorten Euarchontoglires, waardoor de onderzoekers de diversiteit van hersenvormen en hun relatie tot functie, gedrag en omgeving konden analyseren.

Belangrijkste bevindingen:

1. De vorm van de hersenen evolueerde parallel met de functie van het orgaan.
2. Er werden 3D-oppervlaktemodellen van de hersenen van 90 soorten Euarchontoglires gebruikt, waaronder mensen, makaken, muizen, ratten, eekhoorns en hamsters.
3. De resultaten van de studie geven aan dat de hersenen gebieden van visuele aandacht eerst uitbreiden voordat andere gebieden die betrokken zijn bij hogere cognitieve functies, zoals taal en geheugen, naarmate het zich aanpast aan zijn omgeving.

bron: Medische Universiteit van Wenen

De verbindingen tussen hersenstructuur en -functie zijn een belangrijk aandachtspunt van de neurowetenschappen.

Een nieuwe studie, uitgevoerd door de Medische Universiteit van Wenen met de deelname van een team van internationale partners, onderzoekt de evolutie en de relatie ervan met de mogelijkheden van de hersenstructuur van mens en dier.

De resultaten toonden aan dat de vorm van de hersenen in de loop van de evolutie parallel evolueerde met de functie van het orgaan.

De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het beroemde tijdschrift Natuurcommunicatie.

In de studie werden 3D-oppervlaktemodellen van de hersenen van 90 soorten Euarchontoglires (supraprimaten), zoals mensen, makaken, primaten, muizen, ratten, eekhoorns en hamsters, onderzocht.

Computermodellering van gemeenschappelijke voorouders en analyse van de vormen van neurale structuren werden gebruikt om een ​​gemeenschappelijke representatie van hersenen te creëren.

Dit maakte het voor het eerst mogelijk om de diversiteit van hersenvormen en hun relatie tot functie, gedrag en ecologie, dat wil zeggen de relatie tussen organismen en hun omgeving, te analyseren.

De resultaten bevestigen dat de vorm van de hersenen parallel is geëvolueerd met de functie van het orgaan in de loop van zijn evolutie.

“Door verschillende groeipatronen te evalueren, waren we in staat om zeven clusters te identificeren die samen uitbreidden tijdens de ontwikkeling van de hersenen en die overeenkomen met specifieke aspecten van cognitieve vaardigheden bij dieren en mensen”, verklaarde hoofdauteur Ernst Schwartz van het Computational Imaging Research Laboratory (CIR) in de Afdeling Biomedische Beeldvorming en Therapeutica Beeldgids bij MedUni Wenen.

Als gevolg hiervan passen de hersenen zich aan hun omgeving aan door gebieden van visuele aandacht eerst uit te breiden vóór andere gebieden die betrokken zijn bij hogere cognitieve functies, zoals taal en geheugen.

Het onderzoek is uitgevoerd in samenwerking met onderzoekers van over de hele wereld.

“De studie zou niet mogelijk zijn geweest zonder de uitzonderlijk open en interdisciplinaire internationale samenwerking die haar kenmerkte. Het combineert elementen van neurowetenschappen, anatomie, paleontologie en wiskunde – en er zijn meer dan een dozijn laboratoria over de hele wereld bij betrokken, “zei George Lang, de studiedirecteur.

“Een van de katalysatoren voor dit werk was de interesse in plasticiteit – de vraag waarom sommige hersengebieden zichzelf beter kunnen reorganiseren tijdens ziekte dan andere. We hopen dat een beter begrip van de hersenarchitectuur ons zal helpen inzicht te krijgen in deze mechanismen. .”

De onderzoeksresultaten kunnen ook helpen om de gemeenschappelijke – en verschillende – kenmerken van dieren en mensen beter te begrijpen.

Over dit onderzoeksnieuws Evolutionaire Neurowetenschappen

auteur: Karen Kirchbichler
bron: Medische Universiteit van Wenen
communicatie: Karin Kirschbichler – Medische Universiteit van Wenen
afbeelding: Afbeelding gecrediteerd aan Neuroscience News

Oorspronkelijke zoekopdracht: vrije toegang.
“De evolutie van corticale geometrie en de relevantie ervan voor functie, gedrag en de omgevingGeschreven door Ernest Schwartz et al. Natuurcommunicatie

een samenvatting

De evolutie van corticale geometrie en de relevantie ervan voor functie, gedrag en de omgeving

Studies in vergelijkende neuroanatomie en het fossielenbestand tonen de invloed van sociale en ecologische uitlaatkleppen op de morfologie van de hersenschors, maar hebben vaak geleid tot tegenstrijdige theorieën over de evolutie ervan.

Hier bestuderen we de relatie tussen de vorm van de hersenschors en de topografie van zijn functie.

We stellen een gecombineerde geometrische weergave van de hersenschors vast van de 90 bestaande Euarchontoglires, inclusief veelgebruikte experimentele organismen. We laten zien dat variatie in oppervlaktegeometrie verband houdt met de ecologie en het gedrag van soorten, ongeacht de totale hersengrootte.

Merk op dat de reconstructie van de voorouderlijke vorm van het corticale oppervlak en de verandering ervan tijdens de ontwikkeling ons in staat stelt de evolutionaire geschiedenis van gelokaliseerde corticale expansies, de typische segregatie van hersenfunctie en hun associatie met gedrag en cognitie te traceren.

We vinden dat individuele corticale regio’s verschillende reeksen van gebiedstoename volgen tijdens evolutionaire aanpassingen aan dynamische sociale en ecologische niches. Anatomische correlaten van deze opeenvolging van gebeurtenissen worden nog steeds waargenomen bij bestaande soorten en hebben betrekking op hun huidige gedrag en ecologie.

We analyseren de diepe evolutionaire geschiedenis van de menselijke corticale oppervlaktemorfologie in spatio-temporele componenten met zeer interpreteerbare functionele verbindingen, en benadrukken het belang van het overwegen van de evolutionaire geschiedenis van corticale regio’s bij het bestuderen van hun anatomie en functie.