L’effetto dell’evoluzione sulla forma del cervello

riepilogo: La forma del cervello si è evoluta parallelamente alla sua funzione nel corso dell’evoluzione.

Lo studio ha esaminato i modelli di superficie 3D del cervello di 90 specie di Euarchontoglires, consentendo ai ricercatori di analizzare la diversità delle forme del cervello e la loro relazione con la funzione, il comportamento e l’ambiente.

Risultati chiave:

1. La forma del cervello si è evoluta parallelamente alla funzione dell’organo.
2. Sono stati utilizzati modelli di superficie 3D dei cervelli di 90 specie di Euarchontoglires, inclusi esseri umani, macachi, topi, ratti, scoiattoli e criceti.
3. I risultati dello studio indicano che il cervello espande le regioni dell’attenzione visiva prima di altre regioni coinvolte in funzioni cognitive superiori, come il linguaggio e la memoria, mentre si adatta al suo ambiente.

fonte: Università di medicina di Vienna

Le connessioni tra struttura e funzione del cervello sono uno dei principali obiettivi delle neuroscienze.

Un nuovo studio condotto dall’Università di medicina di Vienna con la partecipazione di un team di partner internazionali indaga l’evoluzione e la sua relazione con le capacità della struttura del cervello umano e animale.

I risultati hanno mostrato che la forma del cervello si è evoluta parallelamente alla funzione dell’organo nel corso dell’evoluzione.

I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla famosa rivista Comunicazioni sulla natura.

Nello studio sono stati esaminati modelli di superficie 3D del cervello di 90 specie di Euarchontoglires (supraprimati), come umani, macachi, primati, topi, ratti, scoiattoli e criceti.

La modellazione al computer di antenati comuni e l’analisi delle forme delle strutture neurali sono state utilizzate per creare una rappresentazione comune dei cervelli.

Per la prima volta, questo ha permesso di analizzare la diversità delle forme del cervello e la loro relazione con la funzione, il comportamento e l’ecologia, cioè la relazione tra gli organismi e il loro ambiente.

I risultati confermano che la forma del cervello si è evoluta parallelamente alla funzione dell’organo nel corso della sua evoluzione.

“Valutando diversi modelli di crescita, siamo stati in grado di identificare sette cluster che si sono espansi insieme durante lo sviluppo del cervello che corrispondono ad aspetti specifici delle capacità cognitive negli animali e nell’uomo”, ha spiegato l’autore principale Ernst Schwartz del Computational Imaging Research Laboratory (CIR) nel Dipartimento di Imaging e Terapeutica Biomedica Guida alle immagini presso MedUni Vienna.

Di conseguenza, il cervello si adatta al suo ambiente espandendo le aree dell’attenzione visiva prima di altre aree coinvolte nelle funzioni cognitive superiori, come il linguaggio e la memoria.

Lo studio è stato condotto in collaborazione con ricercatori di tutto il mondo.

“Lo studio non sarebbe stato possibile senza la collaborazione internazionale eccezionalmente aperta e interdisciplinare che lo ha caratterizzato. Combina elementi di neuroscienze, anatomia, paleontologia e matematica e coinvolge più di una dozzina di laboratori in tutto il mondo”, ha dichiarato George Lang, direttore dello studio.

“Uno dei catalizzatori di questo lavoro è stato l’interesse per la plasticità: la questione del perché alcune regioni del cervello sono in grado di riorganizzarsi meglio durante la malattia rispetto ad altre. Speriamo che una migliore comprensione dell’architettura del cervello ci aiuti a comprendere meglio questi meccanismi .”

I risultati della ricerca possono anche aiutare a comprendere meglio le caratteristiche comuni e diverse di animali e umani.

A proposito di questa notizia di ricerca Neuroscienze evolutive

autore: Karen Kirchbichler
fonte: Università di medicina di Vienna
comunicazione: Karin Kirschbichler – Università di medicina di Vienna
immagine: Immagine accreditata a Neuroscience News

Ricerca originale: accesso libero.
“L’evoluzione della geometria corticale e la sua rilevanza per la funzione, il comportamento e l’ambienteScritto da Ernest Schwartz et al. Comunicazioni sulla natura

un sommario

L’evoluzione della geometria corticale e la sua rilevanza per la funzione, il comportamento e l’ambiente

Gli studi di neuroanatomia comparata e la documentazione fossile mostrano l’influenza degli sbocchi sociali e ambientali sulla morfologia della corteccia cerebrale, ma hanno spesso portato a teorie contrastanti sulla sua evoluzione.

Qui studiamo la relazione tra la forma della corteccia cerebrale e la topografia della sua funzione.

Stabiliamo una rappresentazione geometrica della corteccia cerebrale combinata dei 90 Euarchontoglires esistenti, inclusi gli organismi sperimentali comunemente usati. Mostriamo che la variazione nella geometria della superficie si riferisce all’ecologia e al comportamento delle specie, indipendentemente dalle dimensioni complessive del cervello.

Da notare, la ricostruzione della forma ancestrale della superficie corticale e il suo cambiamento durante lo sviluppo ci consente di tracciare la storia evolutiva delle espansioni corticali localizzate, la tipica segregazione della funzione cerebrale e la loro associazione con il comportamento e la cognizione.

Troviamo che le singole regioni corticali seguono diverse sequenze di aumento dell’area durante gli adattamenti evolutivi a nicchie sociali e ambientali dinamiche. I correlati anatomici di questa sequenza di eventi sono ancora osservati nelle specie esistenti e si riferiscono al loro comportamento ed ecologia attuali.

Analizziamo la profonda storia evolutiva della morfologia della superficie corticale umana in componenti spazio-temporali con connessioni funzionali altamente interpretabili, evidenziando l’importanza di considerare la storia evolutiva delle regioni corticali quando si studia la loro anatomia e funzione.