Atklāti fakti par agrīno smadzeņu garozas evolūciju


2020. gada pētījumā par nēģu smadzenēm Karolinska Institūta pētniekiem Zviedrijā pavērta iespēja pabūt atpakaļ laikā - periodā no aptuveni 300 miljoniem gadu līdz vairāk nekā 500 miljoniem gadu atpakaļ un izpētīt smadzeņu garozas izveidošanos, tā sniedzot jaunu ieskatu smadzeņu evolūcijā. Pētījums publicēts zinātniskajā žurnālā Nature Ecology & Evolution.


Cilvēka smadzenes ir viena no sarežģītākajām struktūrām, ko ir radījusi evolūcija. Jau sen tiek uzskatīts, ka lielākā daļa priekšsmadzeņu evolūcijas notiek galvenokārt zīdītājos un ka vienkāršāku, pirmzīdītāju dzīvnieku grupu, piemēram, zivju un abinieku smadzenēm trūkst funkcionālās garozas masas. Kortekss jeb smadzeņu garoza, kas ir smadzeņu ārējais slānis, kontrolē sarežģītākās cerebrālās funkcijas, piemēram, redzi un kustību, kā arī augstākas prasmes, piemēram, valodu, atmiņu un emocijas.


“Mēs esam pavadījuši ilgu laiku, pētot smadzeņu evolūciju, izmantojot nēģi, kas ir viena no senākajām eksistējošo mugurkaulnieku grupām,” stāsta Stens Grilners (Sten Grillner), pētījuma autors un neirofizioloģijas profesors Neirozinātnes fakultātē Karolinska Institūtā. “Mēs esam veikuši detalizētus nēģu smadzeņu pētījumus, apvienojot neirofizioloģiskās analīzes ar histoķīmiskajām metodēm.”


Pētnieki norāda, ka pat nēģim, kas pirms zīdītājiem pastāvējis simtiem miljonu gadu, ir detalizēts “aizmetnis” garozas, bazālo gangliju un dopamīna sistēmas attīstībai – tās ir visas svarīgās integrējošās cerebrālo funkciju sastāvdaļas.

Pētnieki arī konstatējuši, ka nēģu smadzeņu garozām ir vizuālā zona, kas kontrolē redzes funkciju. Atklātas arī sensorās un motorās zonas.


“Tas liecina, ka garozas attīstība ir sākusies apmēram 300 miljonus gadu senā pagātnē,” uzskata profesors Grillners. “Tas savukārt nozīmē, ka mūsdienu cilvēka smadzeņu pamats sācis veidoties jau pirms vairāk nekā 500 miljoniem gadu, tas ir, pirms nēģis kā suga bija atzarojies no evolucionārās līnijas, kas evolucionārā ceļā noveda pie zīdītājiem un cilvēkiem.”


Pētījumā pierādīts, ka visas galvenās cilvēka smadzeņu sastāvdaļas ir atrodamas arī nēģu smadzenēs, lai gan katrā nēģu smadzeņu daļā ir daudz mazāk neirālo šūnu.

 “Fakts, ka vitāli svarīgās nēģu smadzeņu daļas tiek organizētas tāpat kā cilvēka smadzenēs, man un pētnieku komandai bija negaidīti,” viņš turpina. “Šie atklājumi ir būtiski mūsu izpratnei par to, kā attīstījās smadzenes un kā tās veidotas evolūcijas ceļā.”

Avots: Shreyas M. Suryanarayana, Juan Pérez-Fernández, Brita Robertson, Sten GrillnerThe evolutionary origin of visual and somatosensory representation in the vertebrate pallium. Nature Ecology & Evolution, 2020

 +371 27771821