Прозрачная рыбка данио оказалась неожиданным помощником для ученых в поисках древнего «маршрута» передачи информации в мозге, который является общим для человека.
Исследователи из Норвежского университета науки и технологий установили, что мозг рыб применяет для обработки сенсорной информации аналогичный основной принцип, что и мозг млекопитающих. Работа, опубликованная в журнале Science, демонстрирует, что этот механизм появился сотни миллионов лет назад и сохранился с незначительными изменениями у различных позвоночных. Исследование опубликовано в журнале Science.
Один принцип для разных мозгов
Ученые исследовали мозг личинок Danio rerio. Эти рыбки являются популярной моделью в нейробиологии, поскольку их прозрачность позволяет наблюдать за работой нервных клеток практически в реальном времени.
Долгое время считалось, что у млекопитающих основным «переключателем» сенсорной информации является таламус. Именно через него сигналы от органов чувств поступают в кору головного мозга, где формируется единственная картина окружающего мира.
Тем не менее, новое исследование выявило, что у рыб существует альтернативный путь передачи информации. Ключевую роль в этом процессе играет прегломерулярный комплекс, который направляет сенсорные сигналы в паллиум — область переднего мозга, рассматриваемую как эволюционный предшественник коры больших полушарий человека. Несмотря на различия в строении и размере мозга, логика организации обработки информации оказалась практически идентичной.
Маленькая рыбка под микроскопом
В ходе экспериментов ученые использовали личинок младше трех недель, длина которых составляет менее одного сантиметра. Молодь рыб помещали в прозрачный гель под микроскопом, оставляя отверстие возле рта, чтобы обеспечить постоянный приток свежей воды. После адаптации животных исследователи наблюдали за трехмерной сетью нейронов и тем, как их аксоны достигают паллиума.
Авторы пришли к выводу, что независимо от того, идет ли речь о рыбе, птице или млекопитающем, мозг сначала разделяет информацию от различных органов чувств, а затем постепенно объединяет ее для формирования целостного восприятия окружающего мира. Различия заключаются в том, какой из двух древних путей является ведущим у определенной группы животных.
По мнению исследователей, совпадение столь сложной организации у животных, разделенных сотнями миллионов лет эволюции, указывает на наличие универсальных принципов построения мозга, а не на случайное сходство.