Мир дикой природы на wwlife.ru
Вы находитесь здесь:Все добавления>>Мир дикой природы на wwlife.ru - Показать содержимое по тегу: Мозг


Палеонтологи обнаружили в Швейцарии гигантскую щетинохвостку, жившую 240 млн лет назад. Она стала первым известным ископаемым насекомым, у которого сохранилась нервная система.

Мозг Gigamachilis triassicusМозг Gigamachilis triassicusОписание находки, подготовленное итальянскими и немецкими специалистами, опубликовано в журнале Scientific Reports.

В отличие от раковин и скелетов, нервная ткань очень нежна и потому крайне редко сохраняется в ископаемом состоянии. До сих пор ученым удалось найти ее следы лишь у некоторых морских членистоногих, вроде кембрийской Lyrarapax и Fuxianhuia. Авторы статьи показали, что иногда нервная система может сохраняться и на отпечатках наземных членистоногих.

Находка была сделана в триасовых отложениях горы Сан-Джорджо (Швейцария). В руки ученых попало 8-сантиметровое существо, относящееся к щетинохвосткам, примитивным первичнобескрылым насекомым. В наши дни с щетинохвостками можно столкнуться даже в собственной ванной и в других сырых уголках дома.

Триасовая щетинохвостка получила название Gigamachilis triassicus. После смерти она упала в мелководную лагуну и подверглась быстрой фосфатизации. Поэтому на ее отпечатке видна как мускулатура, так и детали строения головного мозга - протоцеребрум и оптические доли, а также часть брюшной нервной цепочки с четырьмя ганглиями.

По строению нервной системы G. triassicus не отличается от современных представителей того же семейства Machilidae, что свидетельствует о консервативности анатомии шетинохвосток. Интересно, что в этих же слоях найдена и щетинохвостка меньшего размера Dasyleptus, известная еще из пермского периода. Ей удалось пережить пермо-триасовое вымирание.

Кстати, судя по строению груди, щетинохвостка G. triassicus была неплохим прыгуном.

 


Источник: infox.ru


Опубликовано в Новости Палеонтологии

Биологи выяснили, что укрупнение мозга у приматов связано с переходом на высокопитательную фруктовую диету. Именно это позволило нашим предкам стать более сообразительными и социально активными.

290317К такому выводу пришли американские специалисты из Университета Нью-Йорка, чья статья опубликована в журнале Nature Ecology & Evolution.

До сих пор считалось, что укрупнение мозга у обезьян произошло благодаря их сложному социальному поведению. Однако ученые выяснили – главную роль здесь сыграла любовь к фруктам. Животные, питающиеся листьями, тратят всю свою энергию на их переваривание, тогда как фруктовая диета обеспечила обезьян сахарами, необходимыми для работы крупного мозга.

В ходе исследования ученые проанализировали образ жизни более 140 видов приматов. Выяснилось, что доля фруктов в рационе – это единственный фактор, достоверно коррелирующий с относительным размером мозга: чем больше ест фруктов тот или иной вид, тем крупнее у него мозг и наоборот. Социальность же (например, размер группы) здесь роли не играет.

Как отмечают исследователи, листья есть повсюду, а вот чтобы найти фрукты, надо развивать пространственную ориентацию. Возможно, именно это на первых порах подстегивало укрупнение мозга приматов – так, в ходе эволюции у них быстро увеличивался мозжечок, хотя этот отдел мозга никак не связан с социальными навыками.

Получается, сложное социальное поведение не было движущей силой эволюции мозга наших предков, оно явилось лишь вторичным следствием их перехода на фруктовую диету. Напомним, недавно физиологи показали, что развитое цветовое зрение человека и прочих приматов связано с необходимостью искать фрукты в кронах деревьев.


Источник: infox.ru


Опубликовано в Новости Эволюции

Ученые из Института биоорганической химии им. академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова (ИБХ) РАН и Института проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова обнаружили у миноги, — самого древнего из ныне живущих позвоночных, — гомеобоксный ген Anf/Hesx1. Результаты исследования подтверждают гипотезу о том, что появление этого гена у позвоночных создало условия для возникновения конечного мозга. Статья опубликована в журнале Scientific Reports.

МиногаМиногаКонечный мозг — самый передний отдел головного мозга, характерный только для позвоночных, в том числе и для человека. Именно из этого отдела развиваются такие важнейшие структуры, как большие полушария мозга. Появление в ходе эволюции у позвоночных конечного мозга ученые называют ароморфозом, то есть крупным эволюционным изменением, которое приводит к общему повышению уровня организации организма.

301216В новом исследовании ученые использовали специальные подходы, основанные на высокоточном выделении РНК из клеток зачатка конечного мозга эмбриона миноги. В результате им удалось клонировать Anf/Hesx1 у трех видов этих животных. Параллельно с помощью специальных экспериментов исследователи показали, что у миноги этот ген регулирует раннее развитие конечного мозга, то есть выполняет ту же самую функцию, что и у других позвоночных, что говорит об универсальности механизма раннего развития конечного мозга.

«Это открытие очень важно для подтверждения нашей ранее выдвинутой гипотезы. Мы считаем, что ключевым событием в создании условий для возникновения у позвоночных, в том числе и у нас с вами, конечного мозга было появление у их предков гена Anf/Hesx1», — сказал Андрей Зарайский, руководитель лаборатории молекулярных основ эмбриогенеза ИБХ РАН и один из авторов работы.

 



Источник: infox.ru


Опубликовано в Новости Генетики

Ученые выяснили, что неумение обезьян разговаривать связано исключительно с особенностями их мозга. Если бы у обезьян имелись соответствующие умственные способности, то они легко могли бы издавать членораздельные звуки.

Рентгеновский снимок макакиРентгеновский снимок макакиК такому выводу пришли биологи из Австрии и США, чья статья опубликована в журнале Science Advances.

Вопрос о происхождении речи уж не первое столетие занимает ученых. До сих пор считалось, что ее появление у человека связано с уникальными особенностями его голосового аппарата. Главным доводом в пользу этой теории служил тот факт, что гортань, язык и губы обезьян якобы не предназначены для членораздельного произношения звуков.

Тем не менее, все данные о неумении обезьян говорить строились исключительно на результатах вскрытия мертвых животных. Авторы статьи решили исправить этот пробел, наблюдая за тем, как макаки кричат и корчат рожи в реальной жизни. Все движения их голосового аппарата записывались с помощью рентгеновских видеокамер, а затем были проанализированы с помощью специальной программы.

Компьютерная симуляция показала, что макаки потенциально способны произносить весь репертуар гласных звуков. Во всяком случае, губы и язык у макак могут совершать такие же движения, как и у нас с вами. Как известно, именно этот фактор играет ключевую роль при произнесении звуков: например, гласные в словах «мэр» и «мор» требуют одних и тех же движений гортани, но разного положения языка и губ.

По словам ученых, голосовой аппарат позволяет обезьянам говорить не только отдельным слогами, но и целыми предложениями. То, что они этого не делают, связано исключительно с особенностями их мозга. Следовательно, возникновение речи человека было вызвано изменениями в строении мозговых извилин наших предков, а вовсе не языка или гортани, как считалось ранее.

На примере шимпанзе, ближайших родичей человека, подобные исследования не проводились, но авторы статьи уверены - если даже такие примитивные приматы, как макаки, потенциально способны к речи, то это же справедливо и для человекообразных обезьян.


Источник: infox.ru


Опубликовано в Новости Зоологии

Впервые в истории науки в Великобритании палеонтологи обнаружили окаменелые ткани мозга динозавра, принадлежавшие, вероятно, игуанодону или другому утконосому ящеру, жившему на территории Европы в меловом периоде, говорится в статье, опубликованной в журнале Геологического общества Лондона.

Окаменевший мозг динозавраОкаменевший мозг динозавра"Мы думаем, что этот динозавр погиб в окрестностях или внутри небольшого водоема, и его голова оказалась погребена в иле и песке на дне. Так как вода в этом пруде содержала в себе крайне мало кислорода и была очень кислой, мягкие ткани мозга были "замаринованы" и смогли окаменеть еще до того, как все тело динозавра было погребено под осадочными породами", — рассказывает Дэвид Норман (David Norman) из Кембриджского университета (Великобритания).

Сосуды внутри мозга динозавраСосуды внутри мозга динозавраНорман и его коллеги совершили эту уникальную находку благодаря палеонтологам-любителям, которые проводили раскопки в окрестностях городка Бексхилл на юге графства Сассекс, у берегов Ла-Манша, в 2004 году. Один из них, Джейми Хискокс (Jamie Hiscocks), обнаружил там любопытную окаменелость, напоминавшую по форме мяч для игры в регби.

Через некоторое время этот "мяч" попал в руки Нормана и его коллег по университету, которые поняли, что Хискоксу удалось найти настоящую палеонтологическую драгоценность – окаменевшие останки мозга утконосого динозавра, жившего на территории будущих Британских островов примерно 133 миллиона лет назад, в начале Мелового периода.

В то время Европа распалась на набор из множества островов, отделенных друг от друга небольшими и мелководными проливами. Британия в то время представляла собой достаточно крупный остров, на котором господствовал засушливый климат и связанные с ним степи и полупустыни. Источников пресной воды, по всей видимости, тогда было мало, и многие водоемы в особо жаркие периоды пересыхали, превращаясь в очень соленые и бескислородные лужи.

ИгуанодонИгуанодонВ одной из таких луж, как выяснили Норман и его коллеги после изучения окаменелости из Сассекса, погиб игуанодон – крупный утконосый динозавр – или один из его ближайших родичей, живших в Британии в начале мелового периода. Необычный химический состав "кислотной лужи", куда попали его останки, сохранил для нас внутреннее устройство его мозга.

Просветив данный "мяч для регби" при помощи сканирующего электронного микроскопа, британские ученые смогли увидеть кровеносные сосуды внутри мозга, его внутренние и внешние оболочки, намеки на различные слои коры, а также некоторые отделы мозга.

Их изучение показало, что мозг динозавров не был примитивно устроенным и  что даже у относительно простых травоядных "ящеров ужаса" он был больше похож на мозг птиц и крокодилов, чем на мозг ящериц. Это проявлялось в том, что большую часть его объема занимала нервная ткань, а не сосуды, на чью долю обычно приходится свыше половины мозга у ящериц, а также то, что мозг динозавров занимал всю их черепную коробку.

"Так как мы не можем рассмотреть полушария, мы не можем определить, насколько большим был мозг игуанодона. Возможно, что динозавры на самом деле обладали более солидным мозгом, чем мы привыкли считать, но одной окаменелости для совершения такого вывода явно недостаточно. Что самое главное – она показывает, что ткани мозга могут превращаться в камень при правильных условиях, и эта находка, как я надеюсь, будет лишь первой из множества подобных окаменелостей", — заключает Норман.

 


 

Источник: РИА Новости


 

Опубликовано в Новости Палеонтологии

Тысячи генов человека меняются год от года, от поколения к поколению. Например, наш мозг стал меньше по объему, но более эффективным. А глаза кое-у кого из разумных приобрели голубой цвет. Да, голубые глаза – примета недавнего времени. Как говорят нам данные генетического анализа, первый голубоглазый человек появился от 6 000 до 10 000 лет назад где-то в регионе Черного моря. По какой-то причине этот фенотип стал очень популярным, примерно на 5% повышая шансы на размножение, и сегодня на планете живет уже полмиллиарда голубоглазых людей.

260916homofuturisДругим ярким примером эволюции является появление гемоглобина S (HgbS). Эта генетическая мутация делает людей невосприимчивыми к малярии, но одновременно чревата другой болезнью – серповидно-клеточной анемией. Дело в том, что в ряде тропических регионов малярия является убийцей людей номер один. Поэтому рано или поздно должна была появиться мутация, защищающая от этой страшной болезни. И она действительно появилась, увеличив устойчивость эритроцитов к малярийным паразитам. К сожалению, эта же мутация вызывает серповидно-клеточную анемию – болезнь, проявляющуюся при недостатке кислорода или высоких аэробных нагрузках. Хорошая новость заключается в том, что устойчивость к малярии придают и многие другие гены, кроме того, сегодня мы наблюдаем появление новых мутаций, повышающих устойчивость к таким страшным болезням, как проказа и туберкулез.

Еще одно эволюционное приобретение – генетическая толерантность к молочному сахару – лактозе. Первобытный человек питался молоком только в раннем детстве, и фермент лактаза, расщепляющий молочный сахар, переставал вырабатываться у него уже в возрасте нескольких лет. Со временем некоторые группы населения начали использовать в пищу молочные продукты, и в этих популяциях выработка лактазы начала растягиваться на все больший срок, в конце концов сохраняясь и у взрослых, и даже престарелых особей. Как и следовало ожидать, эта черта чаще проявляется в тех регионах, где молочное животноводство возникло давно, а молоко успело стать важной частью рациона питания. Толерантность к молоку, как предполагается, появилась в период от 3 000 до 8 000 лет назад, но в настоящее время встречается у почти 95% жителей Северной Европы.

Наши зубы тоже меняются. Все больше и больше людей обходятся без зубов мудрости, которые появляются позже обычного или не появляются вовсе. По мнению антропологов, зубы мудрости были полезны во времена, когда люди не готовили пищу, а питались грубым и жестким кормом, приводившим к быстрому износу коренных зубов. Именно на замену сношенным молярам и предназначались зубы мудрости. Сегодня уже 35% людей не обладают зубами мудрости. Гены, участвующие в этом процессе, пока неизвестны, так что полной уверенности в понимании механизма этой утраты у исследователей нет.

Так как же мы будем выглядеть через тысячелетия? Может быть – так, как на картинке к этой статье. А может быть, совсем по-другому. Даже если мы проигнорируем новые технологии и различные направления давления отбора, эволюция обязательно изменит наших потомков с помощью все тех же мутаций. 10 000 лет назад ни у кого не было голубых глаз. Кто может угадать, что эволюция приготовит в следующие 10 000 лет?


Источник: PaleoNews


Опубликовано в Новости Эволюции

Физиологи на примере незрячих людей показали, что мозг является куда более гибкой структурой, чем считалось ранее. Оказалось, что участки коры, предназначенные для анализа зрительных сигналов, в случае отсутствия таковых переключаются на решение других задач.

210916Об этом говорится в статье американских специалистов из университета Джона Хопкинса, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Как известно, кора больших полушарий мозга разделена на зоны, отвечающие за выполнение определенных функций, связанных со слухом, зрением, аналитическим мышлением и так далее. Считалось, что эти функции достаточно жестко закреплены за конкретным участком мозга - поэтому, например, у слепых людей зрительная кора фактически простаивает без дела.

Авторы статьи показали, что это не так - при необходимости мозг может изменять функцию той или иной зоны и использовать ее «вычислительные мощности» для решения не свойственных ей задач. Об этом свидетельствует опыт, проведенный со слепыми от рождения людьми. В ходе него слепые решали математические уравнения, а их мозговую активность считывал сканнер. В качестве контроля использовались люди с нормальным зрением.

Выяснилось, что у слепых, как и у зрячих, в процессе счета активируется кора в районе внутритеменной борозды - эта структура отвечает за математические навыки. Но к удивлению ученых, в дополнение к ней у слепых при счете включались также участки первичной зрительной коры - у обычных людей ничего подобного не происходило.

С возрастанием сложности задачи внутритеменная борозда работала сильнее и у зрячих, и у слепых. То же самое происходило у слепых и со зрительной корой - чем более сложные вычисления надо было произвести, тем сильнее она активировалась. Это значит, что зрительная кора слепых реально участвует в подсчетах, а не «загорается» в силу каких-то побочных причин.

Следовательно, ввиду отсутствия зрительных стимулов нервные клетки, отвечающие за их анализ, у незрячих людей подключаются к нейронным сетям, связанным с математикой и, возможно, выполнением каких-то иных задач. Это говорит об огромной пластичности человеческого мозга. «Если мы можем заставить зрительную кору решать задачки, то в принципе мы можем заставить какую угодно часть мозга делать что угодно», -- пояснила Марина Бедни, соавтор статьи.


Истчоник: infox.ru


Опубликовано в Новости Нейробиологии

Нейрофизиологи обнаружили, что собаки хорошо понимают значение некоторых слов и различают интонации, с которыми они были сказаны, используя те же половины мозга для обработки речи, что и человек, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.

300816"Когда наш мозг обрабатывает речь окружающих, его полушария делят между собой работу – левая половинка мозга распознает значения слов, а правая – их интонацию, а затем мозг объединяет эти данные. Мы обнаружили, что собаки делают то же самое, используя похожие механизмы  в мозге",  — заявил Аттила Андикс (Attila Andics) из Будапештского университета (Венгрия).

Андикс и его коллеги подтвердили расхожее представление о том, что "собака все понимает, но ответить не может", наблюдая за работой мозга нескольких домашних питомцев при помощи функциональной магнитно-резонансной томографии в момент их общения с хозяевами.

Как рассказывает ученый, они приучили собак лежать неподвижно внутри сканера и слушать речь их владельца, который последовательно произносил осмысленные слова с "хвалительной" или нейтральной интонацией, или же зачитывал различного рода абракадабру и бессмысленные выражения, используя такие же тона речи.

Этот эксперимент раскрыл неожиданную вещь – оказалось, что левая половина мозга собак "включалась" только тогда, когда их хозяева произносили настоящие слова, что означает, что животные умеют отличать настоящую речь от бессмысленных слов и выражений. В свою очередь, правая половина их мозга реагировала на эмоциональную окраску, что говорит о том, что собаки различают интонации произносимых слов, а не просто реагируют на громкость голоса и жестикуляцию.

Что самое интересное, эти эмоции обрабатывались в правом полушарии и передавались дальше, в центр удовольствия, только в том случае, если псы слышали те слова, которые обозначали похвалу, и которые были при этом произнесены с "хвалительной" интонацией. Это значит, по мнению Андикса и других авторов статьи, что животные умеют интерпретировать слова и отделять интонацию от их значения, что приближает их к человеку и действительно позволяет говорить, что они умеют в некотором смысле понимать человеческую речь.

По словам исследователей, данное открытие интересно не только само по себе, но и тем, что оно позволяет нам использовать собак для изучения того, как могла возникнуть человеческая речь в далеком прошлом, когда наши предки только учились членораздельно говорить.


Источник: РИА Новости


Опубликовано в Новости Зоологии

Питер Хор (Peter Hore), химик и биофизик из Оксфордского университета (Великобритания), Илья Соловьев из Университета Южной Дании (и российского Физико-технического института им. Иоффе РАН) совместно с коллегами-учеными, исследовал гипотезу о способности птиц «видеть» магнитное поле Земли. Предположительно, эта способность связана с магнито- и светочувствительным белком криптохромом, присутствующим в сетчатке глаз птиц. Он реагирует на синий и ультрафиолетовый цвета. Оказалось, что быстрые химические реакции с участием криптохрома, проходящие в мозгу птиц и вступающие во взаимодействие с магнитным полем, обеспечивают их магнитной картой, необходимой для ориентации в пространстве. Исследование было опубликовано в журнале New Journal of Physics, кратко о деталях работы сообщает пресс-релиз IOP Publishing.

130616ptitsyИзвестно, что фоточувствительный криптохром — это птичий компас, а химические реакции с его участием — механизм, который заставляет этот компас исправно работать.

Камнем преткновения для ученых стал вопрос, способно ли крайне слабое магнитное поле нашей планеты вовремя и достаточно продолжительно «отвечать» тому самому механизму, который представляет собой сверхбыстрые реакции пар радикалов — магниточувствительных частиц с неспаренными электронами, происходящие в мозгу птиц, и своевременно предоставить им необходимую компасную информацию.

Дело в том, что магнитное поле призвано воздействовать на спин электронов (то есть на момент импульса, определяющий ориентацию их движения) в ходе бирадикальных реакций у птиц, и переключать криптохром в сигнальное (или неактивное) состояние, тем самым подсказывая птицам, правильный они держат путь или нет.

Чтобы ответить на поставленный вопрос, команда Хора смоделировала компьютерную модель, которая проиллюстрировала влияние магнитного взаимодействия на радикалы: каким образом и как быстро поле сдвигает спин электронов и меняет состояние радикалов.

В ходе эксперимента ученые пришли к выводу, что даже такое слабое магнитное воздействие, как у Земли, способно вовремя переключать криптохром в нужное для магниточувствительной ориентации состояние, и достаточно долго поддерживать связь с реакциями, тем самым позволяя глазному компасу считывать направление силовых линий Земли и ориентироваться по ним. 

Ученые утверждают, что дальнейшее изучение механизмов птичьего компаса, выраженного во взаимодействии криптохрома и земного магнитного поля, могут помочь созданию низкобюджетных и нетоксичных для окружающей среды электронных устройств.


Источник: Научная Россия


Опубликовано в Новости Зоологии

В тестах на пространственное мышление, где надо совмещать объемные фигуры, мужчины стабильно превосходят женщин. Российские ученые вместе с британскими коллегами показали, что такие результаты скорее объясняются условиями, в которых мальчики и девочки находились в утробе матери, а не воспитанием. Статья по материалам исследований опубликована в недавнем номере журнала Intelligence.

1702164188501Сейчас гипотеза гендерных различий интеллекта постепенно уходит в прошлое, а ученые все чаще говорят об одинаковых когнитивных способностях полов. Последние отличия остались только в двух аспектах: в тестах на вербальные способности результаты чуть лучше у женщин, а на пространственные - у мужчин. Особенно часто их выявляет тест на "умственное вращение" (mental rotation test). В нем испытуемым показывают наборы из трех фигур и просят выбрать в каждой тройке два варианта, которые совмещаются друг с другом в пространстве. Иногда эти задания нужно делать на скорость, иногда за временем никто не следит, но результаты почти всегда одни и те же: мужчины справляются с вращением объемных фигур чуть лучше, чем женщины.

Разные группы ученых провели несколько исследований с близнецами на "умственное вращение", и результаты всегда были одинаковыми: близнецы мужского пола в среднем справлялись с заданиями лучше. Кроме того, ученые заметили одну особенность: девочки, у которых есть братья-близнецы, набирали в тесте заметно больше баллов, чем девочки с сестрами-близняшками. Братья как будто "подтягивали" сестер до результатов мальчиков. В результатах нового исследования на сиблингах (так называют родных братьев и сестер не близнецов) такого эффекта не наблюдалось. "Это может свидетельствовать о том, что необычные результаты близнецов определяются пренатальной передачей гормонов", - говорится в исследовании.

Путешественники от природы

Авторы работы исследовали детей из России и Англии. Родные братья и сестры, которые, в отличие от близнецов, не развивались вместе в утробе матери, а значит, любые заметные отличия между результатами девочек с сестрами и девочек с братьями, должны объясняться только разницей в воспитании. Всего тест на "умственное вращение" прошло почти 2 тысячи человек, и параллельно они заполняли анкету с вопросами про их воспитание и детские игры.

В результате ученые показали стандартный эффект: мужчины опять справлялись с заданиями на пространственное вращение в среднем чуть лучше женщин. Однако, в отличие от случаев с близнецами, теперь девочки с братьями никак не отличались от девочек с сестрами. Статистический анализ также не выявил никакого заметного влияния воспитания на результаты тестов. Просто мужчины чуть лучше женщин совмещали фигуры в пространстве, что, по мнению авторов, объясняется не воспитанием и средой, а только природной предрасположенностью.

Механизм ее активации, по словам ученых, еще не до конца понятен, но многие исследователи связывают хорошие пространственные способности мужчин с повышенным уровнем тестотерона в крови матери, беременной мальчиком. То есть мужчинам как бы эволюционно "предначертано" хорошо ориентироваться в пространстве, чтобы не заблудиться на охоте или в дальних путешествиях.

Статья ученых из Томского Государственного университетаИнститута Психологии РАН и их британских коллег опубликована в журнале Intelligence.



Источник: ТАСС

Опубликовано в Новости Антропологии

Распечатанные на 3D-принтере "зародыши" помогли ученым выяснить, что извилины в коре нашего мозга появляются не благодаря генетической программе роста мозга, а в результате работы очень простых физических процессов, связанных с появлением областей нестабильности в мозге, говорится в статье, опубликованной в журналеNature Physics.

"Мы выяснили, что мы можем создать структуру, похожую на кладки коры мозга, используя очень простой физический принцип, получая в итоге примерно то, что можно увидеть в мозге зародыша. Эта простейшая эволюционная "инновация", в самых разных ее формах, позволяет упаковать большую по площади кору в небольшой объем. Ученые называют этот феномен "гирификацией", — заявил Лакшминараянан Махадеван (Lakshminarayanan Mahadevan) из Гарвардского университета (США).

Махадеван и его команда уже несколько лет ищут простые математические закономерности и объяснения в том, как устроены сложнейшие и важнейшие органы тела у человека, животных и даже различные части стебля и корней растений.

Модель человеческого мозгаМодель человеческого мозгаК примеру, в 2011 году они выяснили, что кишечник всех животных уложен в утробу в соответствии с достаточно простой математической формулой, у которой есть всего два параметра – ширина и высота того участка, где растет кишечник в зародыше. В 2012 году они раскрыли оригинальный и при этом простой физический механизм, объясняющий то, как усики огурцов могут обвиваться и прикрепляться к плетям в теплицах.

В своей новой работе группа Махадевана проверяла одну из самых противоречивых теорий в биологии, которая появилась в конце 70 годов прошлого века — теорию о том, что складки на коре мозга возникают не в результате их направленного роста, обусловленного "программой" ДНК, а благодаря исключительно физиологическим процессам.

Наблюдая за ростом мозга зародышей человека и разных видов животных, ученые давно заметили, что с определенного этапа развития скорость деления клеток коры становится заметно выше, чем у клеток белого вещества мозга. Этот процесс, как предположили Махадеван и его коллеги, может приводить к формированию борозд и извилин в результате появления очагов физической нестабильности в нервной ткани.

Авторы статьи проверили эту идею, "распечатав" на 3D-принтере полноценную копию мозга человеческого зародыша на шестом месяце развития. В это время, как рассказывают авторы статьи, мозг человека достигает почти нормальных для новорожденного размеров, но еще не обладает извилинами и находится в полностью гладком состоянии.

Этот муляж мозга ученые покрыли тонким слоем особого геля, который быстро разбухает, если впитывает в себя растворитель. Погружая модель мозга в эту жидкость, ученые таким образом пытались имитировать процесс ускоренного роста клеток коры и замедления роста белого вещества.

Буквально в первые же минуты после погружения мозга в раствор, Махадеван и его коллеги с удивлением стали замечать, что структура поверхности муляжа начала покрываться складками, фактически идентичными тем, которые есть на коре мозга новорожденного. Их форма, размеры и положение зависели всего от двух параметров – размеров мозга и того, как хорошо гель впитывал растворитель.

"Мозг каждого человека, немного, но отличается от других, но все крупные складки присутствуют у большинства здоровых людей. Наше исследование показывает, что если рост мозга чем-то нарушен, или если его форма искажена, то тогда не все эти складки сформируются, что может вызывать целый ряд болезней и проблем", — заключает Цзунь Ян Чун (Jun Young Chung), коллега Махадевана.


Источник: РИА Новости


Опубликовано в Новости Антропологии

Нейробиологи идентифицировали область мозга, которая может отвечать за уникальные человеческие способности, включая речь. Идея о том, что накопленная абстрактная информация ответственна за многие уникальные способности человеческого мозга, обсуждалась на протяжении нескольких последних десятилетий, но полного исследования на эту тему не было. Исследование, опубликованное в журнале Nature, сравнивает активность мозга человека и макаки во время прослушивание простых звуков, предоставляет необходимые доказательства этой идеи.

Мозг человекаМозг человека«Это дает нам разгадку того, что особенного в нашем сознании, — сказал психолог Гари Маркус (Gary Marcus) в Нью-Йоркском Университете. — Нет ничего более важного, чем понимание того, как стали тем, кем являемся».

Команда исследователей под руководством Станислава Деана (Stanislas Dehaene) изучила изменение структуры активации мозга обезьян и взрослых людей в ходе прослушивания ими простой последовательности тонов, например, начало знаменитой Пятой симфонии Бетховена: да-да-да-даах. За изменениями в мозге следили с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фмрт). Методика улавливает изменения в потоке крови в мозге, которые коррелируются с мозговой активностью разных отделов.

И у обезьяны, и у человека в ходе эксперимента активировались части мозга, связанные с цифрами, когда испытуемые замечали изменение количества тонов; также оба вида реагировали на повторение рисунка в конкретных областях мозга; но только человеческий мозг отреагировал на изменения в количестве и последовательности звуков в виде интенсивной активации в дополнительной области мозга, называемой нижней лобной извилиной. «И люди, и обезьяны замечают закономерность, но только человек при этом фиксирует ее и переводит на следующий уровень анализа», — сказал Маркус.

Нижняя лобная извилина — это часть коры, которая значительно больше в организме человека по сравнению с обезьянами. Кроме того, нижняя лобная извилина в организме человека содержится в зоне Брока, которая также отвечает за язык. Возможно, это обстоятельство объясняет уникальность человека как вида, хотя и не отвечает на вопрос — почему именно мы и почему только у нас.


Источник: Научная Россия


Опубликовано в Новости Нейробиологии

Группа биологов под руководством Ларен Гонсалес (Lauren A. Gonzales) из университета Дьюка (США) исследовала череп викториапитека – обезьяны, жившей примерно 15 млн лет назад, и пришла к выводу, что эта обезьяна имела хотя и относительно небольшой, но при этом весьма «извилистый» и сложный мозг. Это говорит о том, что нет прямой корреляции между размером мозга и его развитостью. Об исследовании сообщает официальный сайт университета, а его результаты опубликованы в журнале Nature Communications.

Мозг викториапитека Мозг викториапитека Единственный полный череп викториопитека был найден в 1997 году на острове Мабоко, расположенном на озере Виктория (Кения). Эта древняя обезьяна, по представлениям ученых, имела относительно небольшой — размером примерно 50-80 см и весом около 5-7 кг. Судя по находкам, внешне она напоминала современную мартышку.

Для того, чтобы исследовать строение мозга этой обезьяны, группа Ларен Гонсалес сделала объемную модель черепа викториопитека, а также рентгеновский снимок с высоким разрешением. Как показало исследование, объем мозга обезьяны составлял всего 36 см3, что в два раза меньше, чем у современных обезьян сходных размеров. По словам ученых, обычно мозг небольших обезьян по форме напоминает апельсин — но в случае викториопитека речь скорее идет о крупной сливе, как по форме, так и по размеру. Тем не менее, мозг древней обезьяны, хотя и был крошечным, имел, вероятно, большое количество морщин и складок, что говорит о том, что эта обезьяна могла иметь довольно сложный мозг.

Таким образом, по словам Ларены Гонсалес, их исследование показало, что, возможно, мозг обезьян стал более сложным до того, как размеры мозга стали больше. Иными словами, сложность мозга не всегда зависит от объема. Ученым известен и другой пример несоответствия размеров мозга его сложности у древних предков человека. Речь о так называемых «хоббитах» — людях с острова Флорес (Homo Floresiensis) — которые, несмотря на свой небольшой рост, всего около метра, и относительно небольшой объем мозга, умели изготовлять орудия труда.


Источник: Научная Россия


Опубликовано в Новости Палеонтологии

Японские ученые выяснили, что сигнал, передаваемый нашим чувством осязания, проходит в два этапа с помощью двух частей коры головного мозга — сенсорной и двигательной. Об этомсообщается в журнале Neuron.

270515545889286 fullУченые из японского института физико-химических исследований RIKEN во главе с доктором Масанори Мураяма (Masanori Murayama) изучали механизм, активизирующий чувство осязания у мышей. Казалось бы, все просто — мышь (как, впрочем, и человек) получает какой-то сигнал, который нейроны передают в мозг. Но неожиданно выяснилось, что сигнал этот передается в два этапа, и для того, чтобы одно из основных наших чувств работало, требуется включение двух частей головного мозга.

Ученые узнали это следующим образом: они прикасались к лапкам мышей и следили за тем, какие части мозга начинают действовать. Оказалось, что сначала сигнал от кожи передается сенсорной зоне коры головного мозга, но через тысячную долю секунды в мозгу у мыши возникает еще один сигнал. В этот момент он переходит от сенсорной к двигательной зоне коры головного мозга. Следовательно, для того, чтобы мышь ощутила прикосновение к ее лапке, потребовалось не только передать сигнал в мозг, но еще и скоординировать деятельность двух зон головной коры.

Доктор Мураяма предполагает, что такой «двухуровневый» механизм был создан природой для того, чтобы обеспечить правильную работу наших чувств даже в том случае, если существуют какие-то отвлечения. Применительно к человеку он привел пример, когда водитель держит руль машины и ощущает его прикосновение, хотя в это же время он сконцентрирован на дороге.

Доктор Мураяма предположил, что, возможно, подобные механизмы существуют и для других органов чувств и гарантируют их более точную работу.


Источник: Научная Россия


Опубликовано в Новости Нейробиологии

Группа ученых под руководством Александра Кортшала (Alexander Kortschal), из Стокгольмского университета и Венского университета ветеринарной медицины, исследовала, как размер мозга влияет на способность рыбки избегать встреч с хищниками. Свое исследование биологи опубликовали в журналеEcology Letters .

ГуппиГуппиИзвестно, особи одного вида у самых разных животных часто сильно отличаются по размеру головы, а, следовательно, обычно и по объему мозга друг от друга. Однако до сих пор мало известно было о том, как размер головы влияет на приспособленность организма к жизни. Группа Александра Кортшала попыталась понять, что дает больший размер головы небольшим рыбам-гуппи.

Для этого они прибегли в эксперименту: обустроили 6 резервуаров, по условиям приближенных к естественным условиям обитания гуппи, потом в каждый из них запустили по 800 рыбок, самцов и самок, часть из которых имели обычный для гуппи размер головы, а часть более крупную голову, а кроме того одну цихлиду — их природного врага. После этого ученые каждую неделю в течение 5 месяцев проверяли, сколько и каких рыбок-гуппи съела цихлида. Как оказалось, от цихлиды чаще всего удавалось спастись самкам, а не самцам, при этом самки с более крупной головой избегали смертоносной встречи с цихлидой на 13,5% чаще.

При этом не было отмечено существенной разницы в том, какие самцы гуппи становились жертвами цихлиды — с большой или маленькой головой. То, что самцы гуппи чаще гибли от цихлиды, ученые объясняют их более яркой окраской по сравнению с самками. Этим же фактом они объясняют то, что большая голова не помогла самцам, поскольку самцы с большой головой более яркие, чем самцы с небольшой головой, как они показали в другом своем исследовании, при том, что самцы с головой побольше в среднем передвигались немного быстрее, чем их братья с головами обычными.

Таким образом, замечают исследователи, им удалось показать, что больший размер головы и мозга, по крайней мере гуппи помогает иногда избегать встречи с хищниками. И, соответственно, является ценным свойством.


Источник: Научная Россия


Опубликовано в Новости Зоологии

Окситоцин, который часто называют "гормоном любви" из-за его участия в формировании разного рода привязанностей, по своему воздействию на мозг оказался схож с алкоголем. К такому выводу пришли ученые из Великобритании, статья которых опубликована в журнале Neuroscience and Biobehavioral Reviews.

2005154012355"Сходство в поведенческих, когнитивных, эмоциональных эффектах, которые появляются под действием окситоцина и алкоголя, а также их влияние на процессы, включающие выработку гамма-аминомасляной кислоты в исследованных нейронных цепях предполагает, что обе субстанции действуют сходным образом. Вероятное объяснение их воздействия на социальное поведение - в том, что они отключают тормозящие механизмы, которые в норме подавляют реакции, характерные для более ранних стадий развития", - пишет в своей статье Стивен Джиллеспи /Steven Gillespie/ из Бирмингемского университета (Великобритания).

"Гормон любви" - окситоцин - вырабатывается в мозгу. Свое неофициальное название он получил из-за участия в формировании разных типов привязанностей, например, материнской или романтической любви. Также известно, что под влиянием этого гормона люди более склонны проявлять альтруизм, сочувствие, великодушие, доверие.

Джиллеспи и его коллеги проанализировали и обобщили данные предыдущих исследований, посвященных влиянию алкоголя и окситоцина, принимаемого в виде назального спрея, на мозг и поведение. Ученые пришли к выводу, что оба вещества, хоть и влияют на разные рецепторы в мозгу, оказывают схожее действие на поведение гамма-аминомасляной кислоты в префронтальной коре и лимбической системе головного мозга.

Эти области контролируют ощущение напряжения и тревоги, особенно в ситуациях, предполагающих общение с другими людьми, например, когда человек проходит собеседование или отваживается пригласить кого-то на свидание. Под влиянием как окситоцина, так и алкоголя такие ситуации могут казаться человеку менее пугающими.

Однако, предупреждают ученые, у этих веществ есть и обратная сторона: они могут сделать человека более агрессивным, хвастливым, завистливым в тех ситуациях, когда он сталкивается с теми, кого считает своими соперниками. В целом и алкоголь, и окситоцин делают человека более дружелюбным к тем, кого он считает "своим" и более враждебным к чужакам. Кроме того, оба вещества снижают чувство страха, что может иметь своим результатом излишнюю склонность к риску.

Ученые рассматривают окситоцин в качестве возможного препарата для лечения различных психологических и психиатрических расстройств, например, аутизма.


Источник: ТАСС


Опубликовано в Новости Нейробиологии

Алленовский институт исследований мозга (США) составил и выложил в интернет первую в мире базу типов нервных клеток (нейронов) Allen Cell Types Database. Об этом сообщает онлайн-издание NeuroScientistNews.

Нейроны головного мозгаНейроны головного мозгаВ базу внесены 240 типов нейронов из зрительной коры мыши. Для каждого нейрона приведена следующая информация: его форма (в виде виртуального 3D-изображения), локализация в зрительной коре и электрическая активность. Последнюю ученые измеряли, вживляя в мозг мышей микроскопические электроды. Ученые могут скачивать любые модели нейронов себе на компьютер с помощью специального инструмента Allen Software Development Kit.

Создатели Allen Cell Types Database рассчитывают, что для нейробиологии их детище станет тем же, чем стала Периодическая таблица химических элементов для химии. «Чтобы продвигаться дальше в исследованиях мозга, нам нужны установленные стандарты, которые разделяли бы все нейробиологи мира», — сказал доктор Аллан Джонс (Allan Jones), исполнительный директор Алленовского института. Созданная его сотрудниками база данных как раз и должна стать такой системой стандартов.

«Это первый в своем роде ресурс, в котором собраны вместе разные типы информации — форма, расположение и электрическая активность нейронов — в одной базе с удобным поиском, доступной из любой точки планеты», — дополнил слова коллеги доктор Кристоф Кох (Christof Koch), президент и научный руководитель института.

Ожидается, что новая база станет для нейробиологов из разных стран не только удобным справочником. Скачанные из нее модели также позволяют ставить виртуальные эксперименты, разбираясь в механизмах работы мозга. В том числе это может помочь в лечении болезней Альцгеймера и Паркинсона.

Запуск Allen Cell Types Database в ее нынешнем варианте — только первый проект в рамках 10-летнего плана Алленовского института. Его конечная цель — понять, как в мозгу происходит восприятие, принятие решений и совершение действий. В качестве следующего шага на этом пути, американские нейробиологи обещают усовершенствовать свою базу, включив в нее типы нейронов из коры мозга человека и добавив для каждого нейрона информацию об экспрессии генов в нем.


Источник: Научная Россия


Опубликовано в Новости Нейробиологии

Эксперименты с участием крыс показали, что эти грызуны умеют соединять причину со следствием и даже обладают некими зачатками воображения, которое заставляет их ожидать вымышленных событий, заявили ученые на ежегодной встрече Сообщества когнитивной нейробиологии в Сан-Франциско.

300315955930981"Мне удалось показать, что в голове у крыс формируется не только классическая павловская связь между двумя событиями, но и полноценная причинно-следственная связь. Иными словами, крыса верит в то, что звуковой сигнал или лампочка вызывает появление пищи", — заявил Аарон Блейсделл (Aaron Blaisdell) из университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (США).

Блейсделл и его коллеги пришли к выводу, что крысы обладают некой формой воображения и рассудочного мышления, наблюдая за поведением животных, в клетке которых было несколько источников визуальных или звуковых сигналов.

К примеру, в клетке могли одновременно присутствовать и лампочка, и звуковой динамик. Лампочка одновременно служила и сигналом подачи пищи, и сигналом включения звука. Как обнаружили ученые, крысы хорошо осознавали эту взаимосвязь и всегда смотрели на светильник в тех случаях, когда они слышали звуковой сигнал.

Это ассоциация пропадала, если ученые помещали в клетку особую педаль, при нажатии на которую раздавался звук. Крыса, как объясняют нейрофизиологи, осознавала, что звук был порожден ее действиями, и переставала верить в то, что он был причиной появления пищи.

Аналогичным образом, если в разных "комнатах" клетки было две лампочки и обе из них зажигались во время подачи еды, животное ожидало того, что второй светильник загорится после включения первого. Данное ожидание, как отмечают ученые, сохранялось даже тогда, когда они прикрывали одну из лампочек.

"Они считают или ожидают, что свет там есть, несмотря на то, что они его не видят. Это вымышленное событие, существующее только в их головах, служит основой для дальнейших действий и мыслей о том, породило ли включение света пищу или нет, в зависимости от других признаков ее появления", — объясняет Блейсделл.

Подобная манера мышления, которую психологи называют "контрафактным мышлением", раньше считалась эксклюзивной чертой человека, вместе с нашей способностью воображать и оперировать несуществующими в реальности понятиями и "фактами".

За работу "центра воображения" в мозге крыс, как выяснили Блейсделл и его коллеги, отвечают те же регионы в гиппокампе, центре памяти, что и у человека. Когда ученые отключили этот регион, крыса потеряла способность "верить" в включенность второй лампочки и больше не бежала проверять, есть ли пища в лотке, после включения первого светильника.

Данный факт, как считают ученые, позволяет использовать крыс для изучения того, что происходит с памятью и воображением человека в старческом возрасте и при наступлении болезни Альцгеймера и при развитии других нейродегенеративных заболеваний.

"Крысы и многие другие виды млекопитающих продолжают служить неисчерпаемым рогом изобилия, который дает нам все больше информации о том, как работает разум и рассудок. Когда мы смотрим на животное, мы словно вглядываемся в зеркало и видим часть себя. Я все чаще осознаю, что в нас можно увидеть столько же много от них, сколько есть нас в самих животных", — заключает Блейсделл.


Источник: РИА Новости


 

Опубликовано в Новости Зоологии

Группа исследователей под руководством профессор Сяочу Чжана (Xiaochu Zhang) из Университета науки и техники в округе Хэфэй (Китай), методом магнитно-резонансной томографии (МРТ) сканировала мозг добровольцев, которые в данный момент были влюблены, и сравнили со снимками людей, которые потеряли свою любовь или же никогда не испытывали этого чувства. Сравнивая результаты, они составили «карту» характерных изменений, которые демонстрирует мозг влюбленного человека. Об исследовании рассказывает The Independent.

Ученые установили, где «живет» любовьУченые установили, где «живет» любовьВ эксперименте приняло участие 100 человек — как мужчин, так и женщин. Одни из них утверждали, что влюблены, у других роман закончился, а третьи никогда не испытывали чувства влюбленности. Во время наблюдения ученые показывали первой группе испытуемых фотографии их любимых. Они хотели понять, какие области взаимодействуют во время характерных переживаний.

Результаты исследования показывают, что при этом активизируются области мозга, ответственные за вознаграждение, мотивацию, эмоции и социальную активность. Это затылочная область передней поясной коры, островок Рейля, миндалевидное тело, прилежащее ядро, височно-теменной стык, задняя часть поясной извилины, префронтальная кора, нижняя теменная и височная доли.

Теперь, утверждают исследователи, появилась возможность «диагностировать» влюбленность при помощи медицинских технологий. Они пишут, что результаты их исследования вскрывают глубинные нейрофизиологические механизмы любви, и в этих словах так мало романтики.

Метод функциональной МРТ, который применяли ученые, позволяет измерять активность мозга путем регистрации изменений кровообращения в различных его отделах. В ходе эксперимента он показал, что любовь активизирует десятки областей мозга, а завершение любовных отношений связано как минимум с одной областью, называемой «хвостатое ядро». Кроме того, ученые установили, что существует целый «коктейль» особых химических элементов, которые передают сигналы из одних участков мозга в другие.


Источник: Научная Россия


Опубликовано в Новости Нейробиологии

Группа под руководством профессора Werner X. Schneider из Билефельдского университета (Германия) изучала, как же именно мозгу удается заставить нас поверить, что мы видим равномерно резкое изображение. Выяснилось, что мы видим не размытые объекты — хотя нетрудно заметить, насколько размытым и лишенным деталей кажется мир на периферии нашего зрения — потому что наш мозг создает их виртуальные четкие образы, используя прошлый опыт. Об этом рассказывает Science Daily.

211014big-preview-141017101339 largeЧтобы исследовать саккады — быстрые, строго согласованные ритмические движения глаз, происходящие непроизвольно — была проведена серия экспериментов, основанных на анализе быстрых движений глаз, отслеживаемых с помощью специальной камеры, делающей 1000 снимков в секунду. Саккады важны для зрительного восприятия — это метод рассматривания объекта, и в полной мере они развиты только у приматов, включая человека. Испытуемые не знали, что во время саккадических движений их глаз один видимый объект изменялся.

Чтобы выявить образование новых связей между зрительными стимулами, полученными с помощью центрального (четкого) и периферийного (размытого) зрения, участникам было предложено оценить внешний вид размытых объектов вне зоны четкого видения. Всего через несколько минут «обучения» такие объекты начинали казаться детальными. При этом в ходе работы удалось достоверно показать, что детали в таких описаний скорее основывались на предварительном впечатлении: ведь измененный объект до саккады выглядел иначе, чем после нее.

«Наше восприятие во многом зависит от хранимого в нашей памяти визуального опыта», — объяснил Арвид Хервиг, ведущий автор. Вопреки нашей уверенности, мы видим не реальный мир, а созданный нашим мозгом на основе его представлений о том, как должны на самом деле выглядеть мелкие детали: нам кажется, что мы четко видим промелькнувший футбольный мяч — на самом деле он летит с такой скоростью, что разглядеть его невозможно. Мозг «знает», что мы должны видеть мяч, находит в памяти нужные изображения и услужливо предлагает нам подходящее изображение летящего мяча.

Невозможно переоценить значимость зрительной информации для человека, и понимание механизмов ее распознавания важно и в общенаучном, и в практическом отношениях. Технологии анализа движения глаз уже сейчас активно применяются при разработке интерфейсов веб-сайтов, программ и видеоигр. А для людей с физическими ограничениями нередко единственным способом коммуникации с окружающими остается движение глаз и распознающие его устройства.

 


Истчоник: Научная Россия


Опубликовано в Новости Нейробиологии
Страница 1 из 3

Случайные статьи

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Предыдущая Следующая

Тугун - Coregonus tugun

15-11-2012 Просмотров:9174 Рыбы Енисея Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Тугун - Coregonus tugun

Тугун распространен по всему Енисею, от пос. Шушенское до устья. Обитает во многих крупных притоках среднего и нижнего Енисея (Кан, Ангара, Большой Пит, Подкаменная и Нижняя Тунгуски) и некоторых озерах...

Характер амадин зависит от очерёдности появления на свет

11-12-2012 Просмотров:6915 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Характер амадин зависит от очерёдности появления на свет

Не так давно учёные выяснили, что поведение рыб может зависеть от того, из какой икринки они вывелись: из той, что созревала в передней части яичника матери, или из росшей в...

Стервятники заселили Канарские острова благодаря человеку

18-12-2010 Просмотров:5844 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Стервятники заселили Канарские острова благодаря человеку

Испанские ученые выяснили, что обыкновенные стервятники (Neophron percnopterus) — крупные птицы-падальщики заселили территорию Канарских островов только после того, как там оказались первые поселения берберов. Берберы занимались разведением коз, а их...

Лягушки научились удалять застрявшие в них предметы через мочевую систему

12-12-2010 Просмотров:5849 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Лягушки научились удалять застрявшие в них предметы через мочевую систему

Австралийским лягушкам не страшны инородные предметы, застрявшие у них в животе.   В течение месяца все, что в них застряло, выводится из организма вместе с мочой Лягушки научились удалять застрявшие в них...

Стрижи проводят 99% времени в воздухе

31-10-2016 Просмотров:805 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Стрижи проводят 99% времени в воздухе

Биологи выяснили, что стрижи буквально не вылезают из воздушного пространства – за исключением двухмесячного периода размножения, всё остальное время они практически никогда не садятся на землю. К такому выводу пришли шведские...

top-iconВверх

© 2009-2017 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.