https://frosthead.com

Modul în care oamenii de știință au reconstruit creierul unei fiare îndelungate

Continut Asemanator

  • Amintindu-mi Tigrul Tasmanian, la 80 de ani după ce a devenit dispărut

În 1936, un animal pe nume Benjamin a murit neglijat și singur într-o grădină zoologică australiană, iar o specie nedumerită și-a întâlnit sfârșitul.

În afară de o coadă mai lungă și dungi peste corpul său blănos, Benjamin semăna cu un câine în multe feluri. Dar nu era un câine. El a fost un marsupial numit glacia, ultimul membru de acest fel cunoscut pe Pământ. Deși glicina a dispărut acum 80 de ani, asta nu i-a împiedicat pe entuziaști să caute; Ted Turner a oferit o dată o recompensă de 100.000 USD pentru orice dovadă a unei lacine vii.

"Mulți oameni sunt fascinați doar de această creatură", spune Greg Berns, un neuroștiințific la Universitatea Emory.

Dar chiar dacă oamenii nu vor vedea niciodată o altă glazură vie, asta nu înseamnă că nu putem intra în capul lor. Datorită fascinației continue pentru aceste creaturi și a noilor tehnici în imagistica creierului, Berns a reconstruit acum modul în care gândea probabil acest animal.

Berns și-a petrecut cea mai mare parte a carierei sale studiind cunoașterea câinilor - este antrenat câinii să stea treaz și neîncercat în mașini RMN pentru a studia tiparele lor neuronale atunci când răspunde la comenzi sau alimente. În urmă cu aproximativ trei ani, el a dat peste glacia, și a fost fascinat de felul în care au apărut animalele asemănătoare câinelui, în ciuda faptului că au un fond evolutiv complet diferit. Aspectul său similar cu alte mamifere i-a inspirat cele două porecle principale: tigrul tasmanian și lupul tasmanian.

Ternina este un exemplu probabil de evoluție convergentă, versiunea naturii a invenției independente, spune Berns. Pe continentul australian și mai târziu pe insula din apropierea Tasmaniei, glicina era un prădător de nivel superior și astfel a evoluat trăsături care să o ajute la vânătoare. Aceste trăsături, inclusiv un bot lung, urechi mari, dinți ascuțiți și un corp elegant. Lupii, un alt pradator de vârf, ar evolua ulterior aceleasi trasaturi separat.

În urmă cu aproximativ 2.000 de ani, glaciaina a fost probabil determinată să dispară pe continentul australian prin vânătoare umane indigene și concurență de dingo (câini sălbatici). Când europenii au ajuns în Australia, marsupialul a fost găsit doar Tasmania, și nu în număr mare. Tacina a fost văzută ca o astfel de problemă și riscuri pentru fermierii, încât guvernul a plătit chiar bonuri pentru vânători pentru a-i distruge. Concurența dintre câinii sălbatici nativi și bolile pe care le-au adus, precum și distrugerea habitatului, au contribuit probabil și la dispariția lor.

Pe măsură ce observațiile din gheața ta au devenit mai rare, autoritățile au început să ia în considerare protejarea speciilor. În iulie 1936, guvernul tasmanian a declarat glaciaina ca specie protejată, dar era prea târziu: două luni mai târziu, specia a dispărut.

La fel ca mulți alții, Berns a fost atras de glacia și de trăsăturile sale ciudate. Pentru a-i arunca o privire în minte, el a urmărit mai întâi un creier de tilacină păstrat în formaldehidă la Smithsonian Institution. Acest creier, care aparținea unui tigru masculin din Tasmania care a trăit la Zoo Național până la moartea sa în 1905, a fost alăturat studiului de către un altul din Muzeul Australian din Sydney, potrivit studiului publicat ieri în revista PLOS One .

Berns a folosit scanări RMN și o tehnică relativ nouă numită imagistica tensor difuzivă, care cartografiază zonele creierului de „materie albă” - țesutul care transportă semnale nervoase către și dinspre neuroni în diferite părți ale creierului. Pentru comparație, a făcut aceleași scanări pe două creiere păstrate ale diavolilor tasmanieni, cea mai apropiată rudă vie a lacunei.

diavol tasmanian Diavolul Tasmaniei este cea mai apropiată viețuitoare în raport cu glicina, dar se află în pragul dispariției din cauza pierderii și a bolii habitatului. (Wayne McLean / Wikimedia)

În comparație cu verișorii săi diavoli, spune Berns, thyline a avut un lob frontal mai mare și mai complex. Acest lucru ar permite animalelor o înțelegere a planificării complexe, care ar fi necesară pentru un prădător de vârf care trebuie să-și vâneze în mod constant hrana. Acest lucru este în contrast cu Diavolul Tasmanian, spune Berns, care, de obicei, își desfășoară mesele și nu ar avea neapărat nevoie de aceleași abilități de planificare și vânătoare.

„Când tiranele erau vii, au fost concediați ca niște animale stupide”, spune Berns. "[Aceste rezultate] ar sugera altfel."

Ca și restul corpului unui animal, creierul evoluează după cum este necesar pentru a umple o anumită nișă de mediu, spune Berns. Cu toate acestea, modul în care funcționează exact acest proces în afara primatelor și animalelor de laborator a rămas în mare parte nestudiat. „Unul dintre lucrurile care sper să iasă din asta este o mai bună înțelegere a relației unui animal între mediul său și creierul său”, spune el. „Nu multe persoane studiază creierul animalelor sălbatice.”

Pentru a remedia asta, Berns a lansat în urmă cu două luni un proiect numit „Brain Ark”, în colaborare cu Kenneth Ashwell, un neurolog în cadrul Universității din New South Wales. În cele din urmă, Arca încearcă să creeze o arhivă digitală de scanări ale creierului animalelor pe care oamenii de știință le pot studia din orice parte a lumii. Până acum, a scanat aproximativ o duzină de creiere, spune el.

Ashwell este deosebit de interesat să vadă cum arborele evolutiv neural poate fi mapat cu mai multe date de la alte specii, vii și dispărute. Scanările pe care le-a făcut echipa lui despre echidna cu rază scurtă din Australia arată o arhitectură neurală asemănătoare cu cea a tirolinei, ceea ce înseamnă că circuitele creierului acestor două animale ar fi putut evolua într-un strămoș comun în urmă cu mai bine de 200 de milioane de ani. El speră, de asemenea, că scanările ulterioare ar putea ajuta oamenii de știință să învețe mai multe despre comportamentul social slab înțeles al ghelinei și cum se compară cu marsupiile vii.

Dar ideile pe care aceste scanări le-ar putea oferi să depășească animale rare și fascinante de mult moarte. Leah Krubitzer, un neurobiolog în evoluție la Universitatea din California, la Davis, care nu a fost implicat în studiu, spune că studii similare asupra celor vii și a dispărutului și a speciilor vor permite oamenilor de știință să nu ajute nu numai să creeze modul în care creierul animalelor a evoluat - ci și să arunce noi perspective. despre cum a evoluat creierul uman și ce anume îl face atât de unic.

„Nu mă pot gândi la un lucru mai bun care ar putea fi finanțat”, spune Krubitzer. "Aceasta face parte din propria noastră istorie."

Corecție, 23 ianuarie 2017: Acest articol a declarat inițial că Benjamin a fost un marsupial, dar nu un mamifer. Marsupialele sunt mamifere care se nasc de obicei înainte de a fi pe deplin dezvoltate și continuă să se dezvolte în punga mamei lor.

Modul în care oamenii de știință au reconstruit creierul unei fiare îndelungate