Приматно-подобная связь с мозжечком делает попугаев умнее

Внезапная схема церебро-мозжечка связана с интеллектом попугаев.

Впервые нейрофизиологи обнаружили, что прима-подобная связь между мозжечком (латынь для «маленького мозга») и головным мозгом может быть связана с превосходным интеллектом птиц и сложными познавательными способностями у попугаев.

То, что делает это открытие в животном царстве особенно значительным, заключается в том, что лучшее понимание того, как церебро-мозжечковая связь работает у птиц и приматов, может помочь нам лучше понять нейронные основы человеческого интеллекта.

Кортико-мозжечковые пути у птиц и млекопитающих. У млекопитающих входы из коры в мозжечок направляются через ядра понтинов. В птицах входы от мозгового мозга к мозжечке также направляются через два ядра в основании pons (медиальные и латеральные ядра понтинов, PM и PL), но также через дополнительное ядро ​​в pretectum, медиальные спироформные ядра (SpM) ,

• Психиатрические расстройства разделяют основные генетические модели
• Как остановить нарциссистов от разговоров о себе
• Может ли осознание и сострадание спасти мир?
• Почему сильный рынок труда позволяет вам управлять
• Мог ли увидеть себя как Эйнштейна, чтобы решить проблему?

Источник: Cristián Gutiérrez-Ibáñez, Andrew N. Iwaniuk, Douglas R. Wylie (2018) в Scientific Reports / Creative Commons 4.0

Эта статья, «Попугаи развили приматно-подобный теленцефалический-средний мозг-мозжечок», была опубликована 2 июля в научных докладах . Кристиан Гутьеррес-Ибаньес, профессор психологии в Университете Альберты, был первым автором этой статьи. Для этого исследования Гутьеррес сотрудничал с Дугласом Уайли, который возглавляет основанную в нейврологию «Лабораторию мозгов птиц» с соавтором Эндрю Иванюком из Канадского центра поведенческой нейронауки Университета в Летбридже (CCBN).

Ключевым нахождением этого исследования является то, что телеэнцефалино-SpM-мозжечковый путь у попугаев может играть очень схожую роль с кортико-понто-мозжечковым путём приматов с точки зрения контроля тонко настроенных моторных навыков и облегчения определенных когнитивных процессов.

• Мальчики из пещеры: дело об устойчивости
• 5 методов доказательной терапии для улучшения отношений
• Социальные медиа могут нести ваше психическое здоровье вашего подростка
• Является ли проводка самооценкой мотивированной нарциссизмом?
• 7 проблем с надеждой

Для этого исследования у канадской команды был доступ к самой большой коллекции мозгов птиц в мире. После сравнения анатомических различий в структуре мозга 98 различных типов птиц исследователи обнаружили, что небольшая область мозга, соединяющая мозжечок с корой головного мозга у птиц (так называемое «медиальное спирообразное ядро» или SpM) была намного больше у попугаев.

«Область мозга, играющая важную роль в разведке приматов, называется ядрами понтинов, эта структура передает информацию между двумя самыми большими областями мозга, корой и мозжечком, что позволяет обрабатывать более высокого порядка и более сложное поведение, – сказал Гутьеррес в своем заявлении. «У людей и приматов ядра понтинов велики по сравнению с другими млекопитающими. Это имеет смысл, учитывая наши познавательные способности ».

Область SpM выполняет ту же функцию у птиц, что и область понтийских ядер у приматов, которая должна распространять информацию между мозжечком и корой головного мозга головного мозга. «Этот цикл между корой и мозжечком имеет важное значение для планирования и исполнения сложных моделей поведения», – сказал Дуг Уайли в своем заявлении.

«Независимо, попугаи развили увеличенную область, которая соединяет кору и мозжечок, подобно приматам», – сказал Гутьеррес. «Это еще один увлекательный пример конвергенции между попугаями и приматами. Он начинается с сложного поведения, такого как использование инструмента и самосознания, а также может наблюдаться в мозге. Чем больше мы смотрим на мозги, тем больше сходств мы видим. Это может служить отличным способом изучения того, как подобный процесс на основе понтинов происходит у людей », – заключил Гутьеррес. «Это может дать нам способ лучше понять, как работают наши человеческие мозги».

«Что бы ни делал мозжечок, он делает много всего».

Для большинства людей, узнав, что интеллект попугаев может быть связан с приматом, как связь между головным мозгом и мозжечком, вероятно, не был потрясающим, «вау!» Моментом. Но для меня изучение этой информации почти заставило меня упасть со стула.

В 2005 году мой покойный отец, Ричард Берленд (1932-2007) и я создали радикальную новую модель с разделенным мозгом, которую мы назвали «мозговым мозгом», которая поставила структурную и функциональную связь между мозжечком и головным мозгом в центре внимания. (Подробнее см. «Сплит-мозг: постоянно меняющаяся гипотеза»).

Эта диаграмма иллюстрирует самые ранние воплощения «Модели бревен-мозгов Бергленда» и описывает различные гипотетические вклады головного мозга и мозжечка во время церебро-мозжечкового взаимодействия. (Из стр. 81 Пути спортсмена)

Источник: фото и иллюстрация Кристофера Бергленда (2007)

Мой отец был нейрохирургом, нейробиологом и автором The Fabric of Mind (Viking). Всякий раз, когда мы обсуждали внутреннюю работу мозга, мой отец звонил: « Мы точно не знаем, что делает мозжечок. Но что бы это ни было, это многое делает. »

В начале XXI века было всего несколько неврологов, которые предположили, что мозжечок вовлечен в когнитивные процессы более высокого порядка. Мой отец был одним из них. В то время большинство экспертов полагали, что мозжечок несет ответственность только за «немыслимые» двигательные функции, такие как точная настройка координации мышц и организация точного времени физических движений. Поскольку мой опыт в профессиональном спорте, мозжечок всегда представлял для меня особый интерес. «Маленький мозг» облегчает то, что я называю «сверхтекучесть», и занимает центральное место в достижении высоких спортивных результатов.

К сожалению, когда я опубликовал нашу радикальную модель «мозгового мозга» десять лет назад в «Путь спортсмена: пот и биология блаженства» (St. Martin’s Press), концепция была отвергнута медицинским учреждением и не смогла раздражает любопытство читателей. Книга была на флопе. Тем не менее, я бы хотел подумать, что мы с папой опередили наше время … Основываясь на опыте мозжечковых исследований в последнее время, я настроен оптимистично, что в этом веке мозжечок, наконец, получит полное признание и признательность, которых он заслуживает.

После смерти моего отца в 2007 году я дал обет, чтобы я держал свои антенны за любые новые исследования мозжечка в честь его жизни. И, что я сделаю все возможное, как непрофессионал, чтобы помочь нам понять, как работает мозжечок, и продолжать делиться этой информацией с повседневными читателями.

Однажды назад, в 2009 году, с мозжечком, на мой взгляд, у меня была Эврика! когда я шел домой из спортзала и натыкался на моего друга по имени Мария, которая является поэтом. Когда мы обсуждали возможную связь между аэробными упражнениями и творческим мышлением, она сказала: « Всякий раз , когда я начинаю двигать руками и ногами назад и вперед по эллиптическому тренеру, поэзия льет мне ».

В тот момент, когда Мария произнесла эти слова, у меня в голове мелькнуло изображение всех четырех полушарий мозга, взаимодействующих, как «цикл супер-8 бесконечности». Итак, я бросился домой и попытался получить художественное представление этих прямых и обратных контуров на бумаге, как можно быстрее. Эта поспешная попытка привела к тому, что красочная куриная царапина появилась на карте мозга ниже. (Подробнее об этом см. «Эврика!» Деконструкция механики мозга «Ага!» Моменты. »)

Этот эскиз иллюстрирует обновленную версию оригинальной модели «мозгового мозга», сплит-мозг, которую Кристофер Бергленд создал со своим отцом.

Источник: фото и иллюстрация Кристофера Бергленда (2009)

Желтая и зеленая «супер 8» с двунаправленными стрелками в «перекрестке промежутков между всеми четырьмя полушариями мозга», приведенная выше, представляет собой обратную связь и прямое взаимодействие между различными областями как полушарий головного мозга, так и полушарий мозжечка. Как вы можете видеть, я разговорно отношусь к среднему мозгу как к «мосту», который соединяет мозг и мозжечок. Прочитав последнюю статью Гутьерреса-Ибаньеса и др., Я знаю, что эта область технически называется «ядрами понтийского» у млекопитающих и приматов.

Когда я нарисовал карту мозга выше в 2009 году, я не знал основополагающих исследований Джереми Шмахмана, основанных на атаксиях на мозжечке в MGH Гарвардской медицинской школы. В последние годы мне посчастливилось общаться с Шмахманом на регулярной основе и понять, что такое мозжечковый первопроходец, с которым он был с конца 20-го века. (Более подробную информацию см. В его документальных заметках «Система цереброзеплощадки» (1997) и «Дисспектрия мысли: клинические последствия мозжечковой дисфункции на познании и влиянии» (1998))

Поскольку я не невролог, макет рудиментарной карты церебро-мозжечка выше был в первую очередь вдохновлен, много размышляя о возможной связи между мозжечком и познанием, основанным на вдохновляющих беседах с моим отцом.

В течение последнего десятилетия я был в поиске эмпирических данных и исследований, основанных на нейробиологии, которые помогли бы мне лучше понять и сообщить смысл этой карты, на которую я рисовал прихоть. Достаточно сказать, когда я прочитал о последних исследованиях из «Лаборатории мозгов птиц» и увидел их иллюстрации кортико-мозжечковой связи у приматов и птиц, я был над луной.

Нам еще предстоит пройти долгий путь, прежде чем мы узнаем «что делает мозжечок». К счастью, новаторские исследования, такие как новое исследование мозжечковой связи с разведкой попугаев Кристианом Гутьеррезом-Ибаньесом, Андреем Иваннуком и Дугласом Уайли приближает нас к решению этой загадки.

Рекомендации

Кристиан Гутьеррес-Ибаньес, Эндрю Н. Иванюк, Дуглас Р. Уайли. «Попугаи развили приматно-подобный телеэнцефалический-средний мозг-мозжечок». Научные доклады (впервые опубликовано: 2 июля 2018 года) DOI: 10.1038 / s41598-018-28301-4

Джереми Д. Шмахманн и Дипак Н. Пандят. «Церебральная клетчатка» (1997) Международный обзор нейробиологии DOI: 10.1016 / S0074-7742 (08) 60346-3

Джереми Д. Шмахманн. «Дисфункция мысли: клинические последствия мозжечковой дисфункции при познании и влиянии» (1998) Тенденции в когнитивных науках DOI: 10.1016 / S1364-6613 (98) 01218-2