اخبار

التعبير الجيني في الخلايا العصبية يحل لغز تطور الدماغ


تقف القشرة المخية الحديثة باعتباره إنجازًا مذهلاً للتطور البيولوجي. تمتلك جميع الثدييات هذه الرقعة من الأنسجة التي تغطي دماغها ، وتتولى الطبقات الست من الخلايا العصبية المكتظة بكثافة داخلها العمليات الحسابية والجمعيات المعقدة التي تنتج البراعة الإدراكية. نظرًا لعدم وجود قشرة مخية جديدة للحيوانات بخلاف الثدييات ، فقد تساءل العلماء عن كيفية تطور هذه المنطقة المعقدة من الدماغ.

يبدو أن أدمغة الزواحف تقدم فكرة. الزواحف ليست فقط أقرب الأقارب الأحياء للثدييات ، ولكن أدمغتها لها بنية ثلاثية الطبقات تسمى الحافة البطينية الظهرية ، أو DVR ، مع التشابه الوظيفي مع القشرة المخية الحديثة. لأكثر من 50 عامًا ، جادل بعض علماء الأعصاب التطوريين بأن القشرة المخية الحديثة و DVR كلاهما مشتق من ميزة أكثر بدائية في سلف تشترك فيه الثدييات والزواحف.

الآن ، ومع ذلك ، من خلال تحليل التفاصيل الجزيئية غير المرئية للعين البشرية ، دحض العلماء هذا الرأي. من خلال النظر في أنماط التعبير الجيني في خلايا الدماغ الفردية ، أظهر باحثون في جامعة كولومبيا أنه على الرغم من أوجه التشابه التشريحية ، فإن القشرة المخية الحديثة في الثدييات و DVR في الزواحف ليست ذات صلة. بدلاً من ذلك ، يبدو أن الثدييات قد طورت القشرة المخية الحديثة كمنطقة دماغية جديدة تمامًا ، وهي منطقة مبنية دون أي أثر لما جاء قبلها. تتكون القشرة المخية الحديثة من أنواع جديدة من الخلايا العصبية التي يبدو أنه ليس لها سابقة في حيوانات الأسلاف.

الخلايا العصبية الهرمية هي أكثر أنواع الخلايا العصبية وفرة في القشرة المخية الحديثة. تشير الأعمال الحديثة إلى أن عدة أنواع منها في القشرة المخية الحديثة تطورت على أنها ابتكارات في الثدييات.

رسم توضيحي: إيكاترينا إيبيفانوفا ومارتا روزاريو / شاريتيه

الورقة التي تصف هذا العمل ، والتي قادتها عالمة الأحياء التطورية والتطورية ماريا أنتونيتا توشيس ، نُشرت في سبتمبر الماضي في علوم.

لا تقتصر عملية الابتكار التطوري في الدماغ على تكوين أجزاء جديدة. أعمال أخرى من قبل Tosches وزملائها في نفس العدد من علوم أظهر أنه حتى مناطق الدماغ القديمة على ما يبدو تستمر في التطور من خلال إعادة توصيل أنواع جديدة من الخلايا. إن اكتشاف أن التعبير الجيني يمكن أن يكشف عن هذه الأنواع من الفروق المهمة بين الخلايا العصبية يدفع الباحثين أيضًا إلى إعادة التفكير في كيفية تعريفهم لبعض مناطق الدماغ وإعادة تقييم ما إذا كانت بعض الحيوانات لديها أدمغة أكثر تعقيدًا مما كانوا يعتقدون.

الجينات النشطة في الخلايا العصبية المفردة

في الستينيات من القرن الماضي ، اقترح عالم الأعصاب المؤثر بول ماكلين فكرة عن تطور الدماغ كانت خاطئة ولكن لا يزال لها تأثير دائم في هذا المجال. واقترح أن العقد القاعدية ، وهي مجموعة من الهياكل بالقرب من قاعدة الدماغ ، كانت من “دماغ السحلية” الذي تطور في الزواحف وكان مسؤولاً عن غرائز وسلوكيات البقاء على قيد الحياة. عندما تطورت الثدييات المبكرة ، أضافوا نظامًا حوفيًا لتنظيم المشاعر فوق العقد القاعدية. وعندما نشأ البشر والثدييات المتقدمة الأخرى ، وفقًا لماكلين ، أضافوا القشرة المخية الحديثة. مثل “قبعة التفكير” ، جلس في الجزء العلوي من المكدس وأضفى إدراكًا أعلى.

لا يبدو أن أنواع الخلايا الموجودة في جزء دماغ السمندر المسمى الباليوم تتطابق مع أي خلايا في القشرة المخية الحديثة للثدييات. تشير هذه النتيجة إلى أن القشرة المخية الحديثة تطورت بشكل مستقل تمامًا.

بإذن من Tosches Lab

استحوذ نموذج “الدماغ الثلاثي” هذا على مخيلة الجمهور بعد أن كتب عنه كارل ساجان في كتابه الحائز على جائزة بوليتزر عام 1977 تنانين عدن. كان علماء الأعصاب التطوريون أقل إعجابًا. سرعان ما كشفت الدراسات زيف النموذج من خلال إظهارها بشكل قاطع أن مناطق الدماغ لا تتطور بدقة واحدة فوق الأخرى. بدلاً من ذلك ، يتطور الدماغ ككل ، مع إجراء تعديلات على الأجزاء القديمة للتكيف مع إضافة أجزاء جديدة ، كما أوضح بول سيسيك ، عالم الأعصاب الإدراكي في جامعة مونتريال. قال: “الأمر لا يشبه ترقية جهاز iPhone الخاص بك ، حيث تقوم بتحميل تطبيق جديد”.

كان التفسير الأفضل دعمًا لأصل مناطق الدماغ الجديدة هو أنها تطورت في الغالب عن طريق تكرار وتعديل الهياكل الموجودة مسبقًا والدوائر العصبية. بالنسبة للعديد من علماء الأحياء التطورية ، مثل هارفي كارتن من جامعة كاليفورنيا ، سان دييغو ، فإن أوجه التشابه بين القشرة المخية الحديثة للثدييات و DVR الزاحف تشير إلى أنهما ، من الناحية التطورية ، متماثلان – حيث تطور كلاهما من بنية انتقلت إلى أسفل من سلف مشترك بين الثدييات والزواحف.

لكن باحثين آخرين ، بما في ذلك لويس بوليس من جامعة مورسيا في إسبانيا ، لم يوافقوا على هذا الرأي. في تطور الثدييات والزواحف ، رأوا علامات على أن القشرة المخية الحديثة ومسجل الفيديو الرقمي قد تشكلت من خلال عمليات مختلفة تمامًا. هذا يشير إلى أن القشرة المخية الحديثة و DVR تطورت بشكل مستقل. إذا كان الأمر كذلك ، فإن أوجه التشابه بينهما لا علاقة لها بالتماثل: ربما كانت مصادفات تمليها الوظائف والقيود المفروضة على البنى.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى
sekolahtoto sekolahtoto sekolahtoto sekolahtoto sekolahtoto sekolahtoto sekolahtoto sekolahtoto sekolahtoto sekolahtoto sekolahtoto sekolahtoto sekolahtoto sekolahtoto sekolahtoto sekolahtoto sekolahtoto sekolahtoto sekolahtoto sekolahtoto sekolahtoto sekolahtoto sekolahtoto sekolahtoto sekolahtoto sekolahtoto sekolahtoto sekolahtoto sekolahtoto sekolahtoto sekolahtoto sekolahtoto sekolahtoto Sekolahtoto Sekolahtoto sekolahtoto sekolahtoto situs toto Sekolahtoto Sekolahtoto SEKOLAHTOTO Sekolahtoto situs toto Situs togel