Oamenii au creier de muscă! O insultă? Nu, un adevăr ştiinţific

Există asemănări profunde între vertebrate (precum peştii, şoarecii şi oamenii ) şi artropode (precum crabii şi insectele) în ceea ce priveşte relaţia dintre creier şi comportament, arată cercetările specialiştilor de la King’s College London şi Universitatea Arizona.

Cercetătorii au comparat dezvoltarea şi funcţionarea unei regiuni centrale a creierului la artropode (o regiune numită complexul central – cu verde în fotografie) şi la vertebrate (zona numită ganglionii bazali).

• Alexandru Cazan, președintele Gremium Nomads România, invitat la MARTORII – duminică, 1 martie, ora 19:00
• „Paradisul” Inteligenței Artificiale împarte investitorii în două tabere. Ce se întâmplă la Nvidia?

Credit: Dr. Frank Hirth, King’s College London

Rezultatele sugerează că ambele structuri cerebrale derivă din celulele stem embrionice aflate la baza creierului anterior, în cursul dezvoltării acestuia, şi că, în ciuda diferenţelor uriaşe dintre specii, caracteristicile tuturor acestor structuri cerebrale au la bază programe genetice similare.

Atât în complexul central, cât şi în ganglionii bazali, celulele nervoase se conectează şi comunică unele cu celelalte în moduri similare, ajutând astfel la reglarea comportamentelor adaptative. Cu alte cuvinte, fie că e vorba despre un şoarece sau despre o muscă, răspunsul la stimuli interni cum ar fi foamea ori somnul, şi stimuli externi ca lumina/întunericul sau temperatura este reglat de mecasime nervoase similare.

“Muşte, crabi, şoareci, oameni, toţi simt foamea, tuturor le e somn şi toţi manifestă aceeaşi preferinţă pentru o temperatură confortabilă; de aceea, bănuim că trebuie să existe la toţi un un mecanism similar care reglează aceste comportamente. Am fost uimiţi să constatăm cât de profunde sunt aceste similarităţi, în ciuda diferenţelor de mărime şi înfăţişare dintre aceste specii şi dintre creierele lor”, a spus dr. Frank Hirth, de la King’s College London.

Dr. Nicholas Strausfeld, de la departamentul de neuroştiinţe al Universităţii Arizona, a explicat: „Când compari cele două structuri, constaţi că sunt foarte asemănătoare în ceea ce priveşte organizarea. Dezvoltarea lor este orchestrată de o întreagă suită de gene care sunt omoloage la muşte şi şoareci, iar problemele comportamentale determinate de tulburările acestui sistem sunt şi ele remarcabil de asemănătoare.”

La oameni, disfuncţiile ganglionilor bazali pot provoca tulburări grave de sănătate mentală, de la autism, schizofrenie şi psihoze la neurodegenerare, aşa cum se poate vedea în cazul bolii Parkinson, al sindromului de neuron motor şi al demenţei; de asemenea, pot apărea tulburări de somn, deficit de atenţie şi probleme de memorie.

Şi la muşte, atunci când sunt afectate regiuni ale complexului central, apar tulburări de un tip similar.

„Asemănările profunde  pe care le observăm în modul în care creierele nostre şi cele ale insectelor reglează comportamentul sugerează o origine evolutivă comună. […] Oricât de ciudat ar părea, studiind disfuncţiile creierului la insecte putem învăţa foarte mult despre modul în care apar tulburările în cazul creierului uman.”

Rezultatele sugerează că, atât la artropode cât şi la vertebrate, circuitele cerebrale au evoluat pornind de la un strămoş comun care avea deja o structură neurală complexă ce controla alegerea şi menţinerea unor acţiuni comportamentale.

Deşi nu există nicio fosilă a unui exemplar al strămoşului comun, urme fosile, sub forma unor dâre trasate pe fundul mării acum sute de milioane de ani, dezvăluie că era vorba despre schimbări intenţionate de direcţie.

“Comparând aceste urme cu cele lăsate de larvele de muşte pe o placă de gel de agar, atunci când umblă în căutarea hranei, sau cu tunelurile făcute în frunze de către insectele miniere (ale căror larve sapă galerii în diferite organe ale plantelor), se observă că sunt foarte asemănătoare. Toate sugerează că animalul alege să desfăşoare diferite acţiuni, iar complexul central şi ganglionii bazali exact asta fac – intervin în procesul alegerii unei anumite acţiuni.”

Urmele fosile ar putea indica, astfel  existenţa, începând de timpuriu,  a unui creier suficient de complex pentru a permite alegerea acţiuinilor, şi a unor structuri nervoase comune  nevertebratelor şi vertebratelor.

Sursa: Science Daily