Lielākas smadzenes paplašina domājošos reģionus, bet par cenu
VIDEO: Lielo smadzeņu privilēģijas un izmaksas Dr Armin Raznahan, NIMH Attīstības neirogenomikas nodaļa
Jauns pētījums ir atklājis, ka jo lielākas ir smadzenes, jo vairāk to papildu platību veido garozas vai ārējā apvalka domāšanas zonu izaugsme, uz relatīvi lēnākas izaugsmes rēķina zemākas kārtas emocionālajos, maņu un motoriskajos apgabalos.
Tas atspoguļo smadzeņu izmaiņu modeli, kas redzams evolūcijā un individuālajā attīstībā, un augstākās pakāpes apgabali parāda vislielāko paplašināšanos, saka Nacionālā garīgās veselības institūta (NIMH) pētnieki.
Pētnieki arī atrada pierādījumus, kas saista strauji paplašinošos reģionus ar augstāku neironu savienojamību un lielāku enerģijas patēriņu.
"Tāpat kā dārza nojumes palielināšanai līdz savrupmājas izmēram ir nepieciešamas dažādas daļas, šķiet, ka lielas primātu smadzenes ir jābūvē atšķirīgā proporcijā," skaidroja NIMH medicīnas doktors Armins Raznahans. Iekšējās izpētes programma (IRP).
"Ir jāveic papildu ieguldījums daļā, kas integrē informāciju, taču tas nenozīmē, ka labāk ir ar lielākām smadzenēm. Mūsu atklājumi vairāk runā par lielāko un mazāko smadzeņu atšķirīgajām organizatoriskajām vajadzībām. ”
Pētījumam NIMH pētnieki kopā ar kolēģiem vairāk nekā sešos sadarbības centros analizēja vairāk nekā 3000 cilvēku magnētiskās rezonanses attēlveidošanas smadzeņu skenēšanu no Filadelfijas neirodevelopmental kohortas un Human Connectome projekta.
Garozas zonas, kurām ir salīdzinoši lielāka izplešanās lielākās smadzenēs, atrodas tīkla hierarhijas augšdaļā un ir funkcionāli, mikrostrukturāli un molekulāri specializētas, lai integrētu informāciju no zemākas kārtas sistēmām, norāda pētnieki.
Tā kā šī tēma atbilst evolūcijai, attīstībai un indivīdu variācijām, šķiet, ka tas ir dziļi iesakņojies bioloģiskais paraksts, ieteica Raznahans.
“Ne visi garozas reģioni ir izveidoti vienādi. Šķiet, ka reģioni ar strauju paplašināšanos nosaka augstākas bioloģiskās izmaksas, ”viņš teica. "Šo papildu audu audzēšanai tiek tērēta bioloģiskā" nauda ". Šie reģioni, šķiet, alkatīgāk patērē enerģiju. Viņi izmanto salīdzinoši vairāk skābekli saturošu asiņu nekā reģioni ar zemu izplešanās līmeni. Arī gēnu ekspresija, kas saistīta ar enerģijas metabolismu, šajos reģionos ir augstāka.
"Tas ir dārgs, un daba, visticamāk, netērēs naudu, ja vien tā neiegūs ieguldījumu atdevi."
Tā kā cilvēkiem ar noteiktiem garīgiem traucējumiem ir smadzeņu lieluma izmaiņas, kas saistītas ar ģenētisko ietekmi, jaunās garozas kartes var uzlabot izpratni par mainītu smadzeņu organizāciju traucējumu gadījumā, atzīmē pētnieki.
Reģioni, kas paplašinās, ir saistīti arī ar dažādiem neiroloģiskās attīstības traucējumiem, tāpēc jaunie ieskati var liecināt par to, kā ģenētiskās un vides izmaiņas var ietekmēt augstākas garīgās funkcijas, piebilst pētnieki.
"Mūsu pētījums rāda, ka pastāv konsekventas organizatoriskas izmaiņas starp lielajām un mazajām smadzenēm," sacīja Raznahans. "Lai saprastu, kā smadzenes darbojas veselības un slimību stāvoklī, ir svarīgi novērot, ka smadzenēm pastāvīgi jākonfigurē atšķirīgi, atkarībā no tā lieluma."
Pētījums tika publicēts Zinātne.
Avots: Nacionālais garīgās veselības institūts
