Птицы и млекопитающие шли к интеллекту разными путями

Паллиум является областью мозга, где у млекопитающих развивается неокортекс, играющий ключевую роль в когнитивных и сложных функциях, отличающих человека от других видов. Традиционно считалось, что паллиум имеет схожую структуру у млекопитающих, птиц и рептилий, отличаясь лишь уровнем сложности.

Ранее ученые полагали, что эта область содержит аналогичные типы нейронов и эквивалентные цепи для сенсорной и когнитивной обработки. Предыдущие исследования выявили общие возбуждающие и тормозные нейроны, а также схожие модели связей, что указывало на общую эволюционную траекторию среди этих позвоночных.

Однако два новых исследования, опубликованных в журнале Science под руководством исследователя из Баскского центра нейронауки Ачукарро и Университета страны Басков, показали, что хотя паллиум выполняет аналогичные функции у этих групп, его механизмы развития и молекулярная идентичность нейронов значительно разошлись в ходе эволюции.

Используя пространственную транскриптомику и математическое моделирование, исследователи обнаружили, что нейроны, ответственные за сенсорную обработку у птиц и млекопитающих, формируются с использованием разных наборов генов. Генетические инструменты, которые они используют для установления своей клеточной идентичности, варьируются от вида к виду, каждый из которых демонстрирует новые и уникальные типы клеток.

Второе исследование, проведенное в Гейдельбергском университете Германии, предоставило подробный атлас типов клеток мозга птиц и сравнило его с млекопитающими и рептилиями. Исследователи описали сотни генов, которые каждый тип нейронов использует в этих мозгах, и сравнили их с помощью биоинформатических инструментов. Птицы сохранили большинство ингибирующих нейронов, присутствующих у всех других позвоночных в течение сотен миллионов лет. Однако их возбуждающие нейроны эволюционировали уникальным образом.

Эти открытия подчеркивают эволюционную гибкость развития мозга, демонстрируя, что продвинутые когнитивные функции могут возникать через совершенно разные генетические и клеточные пути. Понимание различных генетических программ, которые дают начало определенным типам нейронов, может открыть новые направления исследований в области неврологического развития.