Tin tức Vũ trụ TV

MRI quét não của 130 động vật có vú, bao gồm cả con người, cho thấy sự kết nối ngang nhau

Ngày:
Th7 30, 2020
Tóm lược:

Các nhà nghiên cứu đã thực hiện một nghiên cứu đầu tiên được thiết kế để điều tra kết nối não ở 130 loài động vật có vú. Các kết quả hấp dẫn, mâu thuẫn với các phỏng đoán rộng rãi, tiết lộ rằng mức độ kết nối não là bằng nhau ở tất cả các động vật có vú, bao gồm cả con người.

Share:
CÂU CHUYỆN ĐẦY ĐỦ

Credit: Pixabay/CC0 Public Domain
Credit: Pixabay/CC0 Public Domain

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Tel Aviv dẫn đầu bởi Giáo sư Yaniv Assaf của Trường Sinh học Thần kinh, Hóa sinh và Sinh lý học và Trường Thần kinh học Sagol và Giáo sư Yossi Yigs của Trường Động vật học, Trường Thần học Sagol, và Bảo tàng Tự nhiên Lịch sử đã thực hiện một nghiên cứu đầu tiên được thiết kế để điều tra kết nối não ở 130 loài động vật có vú. Các kết quả hấp dẫn, mâu thuẫn với các phỏng đoán rộng rãi, tiết lộ rằng mức độ kết nối não là bằng nhau ở tất cả các động vật có vú, bao gồm cả con người.

“Chúng tôi phát hiện ra rằng kết nối não – cụ thể là hiệu quả truyền thông tin qua mạng thần kinh – không phụ thuộc vào kích thước hoặc cấu trúc của bất kỳ bộ não cụ thể nào”, giáo sư Assaf chia sẻ. “Nói cách khác, bộ não của tất cả các loài động vật có vú từ chuột nhỏ qua người đến bò đực và cá heo lớn, thể hiện sự kết nối như nhau và thông tin truyền đi với cùng hiệu quả trong chúng. Chúng tôi cũng thấy rằng bộ não bảo tồn sự cân bằng này thông qua cơ chế bù trừ đặc biệt : khi khả năng kết nối giữa các bán cầu cao, kết nối trong mỗi bán cầu tương đối thấp và ngược lại. “

Những người tham gia bao gồm các nhà nghiên cứu từ Viện thú y Kimron ở Beit Dagan, Trường Khoa học Máy tính tại TAU và Khoa Y của Technion. Bài viết đã được xuất bản trên tạp chí Nature Neuroscience vào ngày 8 tháng 6.

Kết nối não là một tính năng trung tâm, quan trọng đối với hoạt động của não. Nhiều nhà khoa học đã cho rằng khả năng kết nối trong não người cao hơn đáng kể so với các loài động vật khác, như một lời giải thích khả dĩ cho hoạt động vượt trội của” động vật người. Mặt khác theo giáo sư Yigs, “Chúng tôi biết rằng Các tính năng chính được bảo tồn trong suốt quá trình tiến hóa. Ví dụ, tất cả các động vật có vú đều có bốn chi. Trong dự án này, chúng tôi muốn khám phá khả năng kết nối não có thể là một tính năng chính của loại này – được duy trì ở tất cả các động vật có vú bất kể kích thước của chúng hoặc cấu trúc não. Cuối cùng, chúng tôi đã sử dụng các công cụ nghiên cứu tiên tiến. “

Dự án bắt đầu với quét MRI khuếch tán tiên tiến của bộ não của khoảng 130 động vật có vú, mỗi loài đại diện cho một loài khác nhau. (Tất cả các bộ não đã được loại bỏ khỏi động vật chết và không có động vật nào được phú dưỡng cho mục đích của nghiên cứu này.) Bộ não thu được từ Viện thú y Kimron đại diện cho một loạt các động vật có vú – từ những con dơi nhỏ bé nặng 10 gram đến cá heo có trọng lượng có thể đạt tới hàng trăm kg. Do bộ não của khoảng 100 trong số các động vật có vú này chưa từng được quét MRI trước đó, dự án đã tạo ra một cơ sở dữ liệu mới và độc đáo trên toàn cầu. Bộ não của 32 người sống cũng được quét theo cách tương tự. Công nghệ độc đáo phát hiện chất trắng trong não cho phép các nhà nghiên cứu tái cấu trúc mạng lưới thần kinh: tế bào thần kinh và sợi trục của chúng (sợi thần kinh) thông qua đó thông tin được truyền đi.

Thử thách tiếp theo là so sánh các bản quét của các loại động vật khác nhau, có bộ não khác nhau rất nhiều về kích thước và / hoặc cấu trúc. Với mục đích này, các nhà nghiên cứu đã sử dụng các công cụ từ Lý thuyết mạng, một nhánh toán học cho phép họ tạo và áp dụng một thước đo thống nhất về độ dẫn của não: số lượng các thông điệp phải vượt qua để chuyển từ vị trí này sang vị trí khác trong mạng lưới thần kinh.

Bộ não của động vật có vú bao gồm hai bán cầu được kết nối với nhau bằng một bộ sợi thần kinh (sợi trục) truyền thông tin. Đối với mỗi bộ não các nhà khoa học đã quét, họ đã đo bốn thước đo kết nối: kết nối ở mỗi bán cầu (kết nối giữa bán cầu), kết nối giữa hai bán cầu (liên kết) và kết nối tổng thể. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng kết nối não tổng thể vẫn giống nhau cho tất cả các động vật có vú lớn hoặc nói cách khác, thông tin di chuyển từ địa điểm này sang địa điểm khác thông qua cùng một số lượng khớp thần kinh. Tuy nhiên, phải nói rằng các bộ não khác nhau sử dụng các chiến lược khác nhau để duy trì sự đo lường kết nối tổng thể này: một số biểu hiện kết nối liên vùng mạnh mẽ và kết nối yếu hơn trong bán cầu.

Giáo sư Yigs mô tả một khám phá thú vị khác. “Chúng tôi thấy rằng các biến thể trong bù kết nối đặc trưng cho không chỉ các loài khác nhau mà cả các cá thể khác nhau trong cùng một loài. Nói cách khác, bộ não của một số con chuột, dơi hoặc con người thể hiện sự kết nối giữa các bán cầu cao hơn với chi phí kết nối trong các bán cầu và theo cách khác – so với những người khác cùng loài. các loại kết nối não khác nhau có thể ảnh hưởng đến các chức năng nhận thức hoặc khả năng khác nhau của con người như thể thao, âm nhạc hoặc toán học. Những câu hỏi như vậy sẽ được giải quyết trong nghiên cứu tương lai của chúng tôi. “

Nghiên cứu này đã tiết lộ một quy luật phổ quát: Bảo tồn kết nối não bộ. Luật này biểu thị rằng hiệu quả truyền thông tin trong mạng lưới thần kinh của não là bằng nhau ở tất cả các loài động vật có vú, kể cả con người. Nhóm nghiên cứu cũng phát hiện ra một cơ chế bù trừ cân bằng sự kết nối trong mọi bộ não của động vật có vú. Cơ chế này đảm bảo khả năng kết nối cao trong một khu vực cụ thể của Bộ não, có thể được biểu hiện thông qua một số tài năng đặc biệt (ví dụ như thể thao hoặc âm nhạc) luôn bị chống lại bởi khả năng kết nối tương đối thấp ở một phần khác của não. Trong các dự án trong tương lai, các nhà khoa học sẽ điều tra cách não bù đắp cho kết nối nâng cao liên quan đến khả năng và quá trình học tập cụ thể .


Nguồn truyện:

Tài liệu được cung cấp bởi những người bạn Mỹ của Đại học Tel Aviv . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.


Tạp chí tham khảo :

  1. Yaniv Assaf, Arieli Bouznach, Omri Zomet, Assaf Marom, Yossi Yigs. Bảo tồn kết nối não và hệ thống dây điện trong lớp động vật có vú . Khoa học thần kinh tự nhiên , 2020; 23 (7): 805 DOI: 10.1038 / s41593-020-0641-7

Bài viết liên quan

Bài viết mới