新皮質が立つ 生物学的進化の驚異的な成果としてアウト。 すべての哺乳類は、脳を覆うこの帯状の組織を持っており、その中の高密度に詰め込まれたニューロンの 6 つの層が、認知力を生み出す洗練された計算と関連付けを処理します。 哺乳類以外の動物には新皮質がないため、科学者たちは、このような複雑な脳領域がどのように進化したのか疑問に思ってきました。
爬虫類の脳が手掛かりを提供しているように見えました。 爬虫類は哺乳類に最も近い現存する近縁種であるだけでなく、その脳は背側脳室隆線 (DVR) と呼ばれる 3 層構造を持ち、新皮質と機能的に類似しています。 50 年以上にわたり、一部の進化神経科学者は、新皮質と DVR はどちらも、哺乳類と爬虫類が共有する祖先のより原始的な特徴に由来すると主張してきました。
しかし現在、人間の目には見えない分子の詳細を分析することにより、科学者はその見解に反論しています。 コロンビア大学の研究者は、個々の脳細胞の遺伝子発現パターンを調べることで、解剖学的な類似性にもかかわらず、哺乳類の新皮質と爬虫類の DVR は無関係であることを示しました。 代わりに、哺乳類は新皮質をまったく新しい脳領域として進化させたようであり、それ以前の痕跡はありません。 新皮質は、祖先の動物には前例がないように見える新しいタイプのニューロンで構成されています。
紙 進化および発生生物学者が主導したこの研究について説明する マリア・アントニエッタ・トシェス、昨年9月に出版されました 化学.
この脳内の進化的イノベーションのプロセスは、新しいパーツの作成に限定されません。 同じ号のトッシュと彼女の同僚による他の作品 化学 一見古代の脳領域でさえ、新しいタイプの細胞で再配線されることによって進化し続けていることを示しました. 遺伝子発現がニューロン間のこの種の重要な違いを明らかにできるという発見は、研究者に脳領域を定義する方法を再考させ、一部の動物が彼らが考えていたよりも複雑な脳を持っている可能性があるかどうかを再評価するよう促しています.
単一ニューロンの活性遺伝子
1960 年代にさかのぼると、影響力のある神経科学者であるポール マクリーンは、脳の進化について間違った考えを提案しましたが、それでもこの分野に永続的な影響を与えました。 彼は、脳の基部近くの構造のグループである大脳基底核は、爬虫類で進化し、生存本能と行動を担っていた「トカゲの脳」からの名残りであると示唆しました。 初期の哺乳類が進化したとき、大脳基底核の上に感情を制御する大脳辺縁系が追加されました。 マクリーンによれば、人間や他の高度な哺乳類が出現したとき、新皮質が追加されました。 「思考キャップ」のように、それはスタックの一番上に位置し、より高い認知力を与えました。
この「三位一体の脳」モデルは、カール・セーガンが 1977 年のピューリッツァー賞を受賞した本で書いた後、大衆の想像力を魅了しました。 エデンのドラゴン. 進化神経科学者はあまり感銘を受けませんでした。 研究はすぐに、脳の領域が次々とうまく進化していないことを決定的に示すことによって、モデルの正しさを暴きました。 代わりに、脳は全体として進化し、新しい部分の追加に適応するために古い部分が変更されていると説明されています。 ポール・シセク、モントリオール大学の認知神経科学者。 「新しいアプリをロードする iPhone をアップグレードするようなものではありません」と彼は言いました。
新しい脳領域の起源について最も支持されている説明は、それらが主に既存の構造と神経回路を複製および変更することによって進化したというものでした. などの多くの進化生物学者に ハーヴェイ・カーテン カリフォルニア大学サンディエゴ校の研究者らは、哺乳動物の新皮質と爬虫類の DVR の類似点は、進化の観点から、両者が相同であること、つまり、哺乳動物と爬虫類が共有する祖先から受け継がれた構造から進化したことを示唆しました。
しかし、以下を含む他の研究者 ルイス・プエルス スペインのムルシア大学の教授は反対した。 哺乳類と爬虫類の発達において、彼らは新皮質とDVRがまったく異なるプロセスを経て形成されたという兆候を見ました. これは、新皮質と DVR が独立して進化したことを示唆しています。 もしそうなら、それらの類似性は相同性とは何の関係もありません。それらはおそらく機能と構造上の制約によって決定付けられた偶然の一致でした.